JP2012220239A - Apparatus and method for inspecting long member including steel cord to be used for transfer mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エスカレータ、動く歩道等の乗客コンベアのハンドレール、エレベータ用のワイヤロープ等、移送機構に用いる長尺部材、特にスチールコードを含む移送機構用長尺部材の点検装置および点検方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an inspection device and inspection method for long members used in a transfer mechanism, such as escalators, handrails of passenger conveyors such as moving walkways, wire ropes for elevators, etc., in particular, long members for transfer mechanisms including steel cords. It is.
エスカレータや動く歩道などの乗客コンベアには、乗客を搭載するステップと同期して移動する手すりであるハンドレールが設けられていて、利用者はこのハンドレールにつかまって安定を保っている。このハンドレールは、複数本のスチールコード（以下、ＳＣと略す場合もある）という鋼鉄製ワイヤー（あるいは鋼鉄製ベルト）を保持用ゴムで固定して外側を化粧ゴムの外皮で覆う構造をとっている。 Passenger conveyors such as escalators and moving walkways are provided with handrails that are handrails that move in synchronism with the steps on which the passengers are mounted. This handrail has a structure in which a steel wire (or steel belt) called a plurality of steel cords (hereinafter may be abbreviated as SC) is fixed with a holding rubber and the outside is covered with a skin of a cosmetic rubber. Yes.
スチールコードは、素線と呼ばれる細い針金の数本が撚り合わされてストランドというやや太い針金となり、これら数本が更に撚り合わされて構成されている。このようなスチールコードが経年により劣化すると撚りがほどけて素線がスチールコードから飛び出した状態で認められるようになる。以後、このような過程を経て素線がスチールコードから飛び出した状態をスチールコードの”素線化（或いは、ほつれ）”と称する。ただし、この段階では素線は化粧ゴムの外皮から飛び出すには至らないことが多い。 The steel cord is formed by twisting several thin wires called strands into a slightly thick wire called a strand, and twisting these several wires. When such a steel cord deteriorates over time, the strands are unwound and the strands are recognized in a state of jumping out of the steel cord. Hereinafter, a state in which the wire jumps out of the steel cord through such a process is referred to as “strengthening (or fraying)” of the steel cord. At this stage, however, the wire often does not jump out of the outer skin of the decorative rubber.
乗客コンベアの稼動時には、駆動装置の作用により、ハンドレールと共に、これに内蔵のスチールコードは屈曲を繰り返している。そして、やがて”素線化”が生じる。この”素線化”の有無によりスチールコードの劣化が始まったか否かを診断することができる。また、この”素線化”を生じた状態がハンドレールの長手方向に継続する長さに応じて劣化の進行度合いを診断することもできる。 During operation of the passenger conveyor, the steel cord built into the handrail is repeatedly bent by the action of the driving device. Eventually, “stranding” occurs. It can be diagnosed whether or not the deterioration of the steel cord has started by the presence or absence of this “stranding”. In addition, it is possible to diagnose the degree of progress of deterioration in accordance with the length of the state in which this “stranding” has occurred in the longitudinal direction of the handrail.
特許文献１には、診断対象たるクレーン用のロープに投光し、その透過光を受光機で受けて受光量を信号化し、この信号出力の変動をスペクトル化して素線の劣化状況（素線切れ、磨耗、形崩れ、伸び）を判定することが開示されている。
In
特許文献２には、素線切れ検出手段として、カメラで撮影したロープ画像から、素線に生じた磨耗足を検出し、その磨耗足の個数からワイヤロープの劣化を判断する装置および方法が開示されている。
特許文献３には、レーザー投光機と受光機がワイヤロープを挟み込む配置にして、ワイヤロープに投光したレーザーを受光した受光機の出力信号からワイヤロープの外径を計測し、計測された外径変化の周期性の乱れから劣化を判断することが開示されている。
In
また、乗客コンベア用ハンドレールのスチールコードの劣化を診断するものとして、特許文献４には、スチールコードを内蔵するハンドレールを挟み込んでＸ線透過撮影をし、必要に応じて移動させて撮影もし、スチールコードの状態を目視確認することが開示されている。
In addition, as a means of diagnosing the deterioration of the steel cord of the passenger conveyor handrail, in
特許文献５には、特許文献４に類似の構成で撮影したＸ線画像から２次元のフーリエスペクトルの二乗であるパワースペクトルを算出して、このパワースペクトルのパターンから複数並ぶスチールコードの間隔の均一性や蛇行の有無を自動的に判定することが開示されている。
In
乗客コンベア用ハンドレールのスチールコードの劣化を診断するものではないが、特許文献６にはゴムタイヤ中のスチールベルトをＸ線撮影して、タイヤ円周方向に連続撮影した画像を貼り合わせてパノラマ化した後に画像処理をして、スチールベルトの輪郭を抽出した上で円周に直交する方向の幅を、円周方向に一定間隔で計測して、該幅が不連続な場合は不良と判断することが開示されている。
Although it does not diagnose the deterioration of the steel cord of the passenger conveyor handrail, in
なお、上記した特許文献のほかに下記文献提示リストでは、非特許文献１、２を提示しているが、この非特許文献については、後述する本願発明の実施例における画像処理の一部における空間フィルタリングに利用するものであるので、実施例の項で述べる。
In addition to the above-mentioned patent documents, the following document presentation list presents
乗客コンベアのハンドレールの交換時期を適切に把握するためには劣化の段階を正確に診断する必要がある。乗客コンベアのハンドレールは経年により徐々に劣化し、内蔵のスチールコードに”素線化”が生じるようになる。そこで”素線化”の有無および、”素線化”が該ハンドレールの長手方向にどれだけの長さに亘って生じているのかを自動検出できるようになれば劣化診断の自動化が可能になる。 It is necessary to accurately diagnose the stage of deterioration in order to appropriately grasp the replacement time of the passenger conveyor handrail. Passenger conveyor handrails gradually deteriorate over time, resulting in "stranding" in the built-in steel cord. Therefore, if it becomes possible to automatically detect the presence / absence of “stranding” and the length of “stranding” in the longitudinal direction of the handrail, it is possible to automate deterioration diagnosis. Become.
特許文献１に開示の技術は、クレーンやエレベータのワイヤロープに投影した光の受光量は、正常ワイヤロープの撚りに基づくロープシルエット幅の変動が周期的であることから、光の受光量を信号化して、周期的な変化から逸脱した場合（この場合に不特定の周波数スペクトルが生じる）に劣化と判断するものである。クレーンやエレベータのロープは切れ目なく連続していることが前提なので周期的変化から逸脱していることをもって異常としても良い場合もある。一方、乗客コンベアのハンドレールは、内蔵スチールコードの継ぎ目においては、非劣化品であっても隙間が開いていて非周期的であるために、周期的変化から逸脱していることになり、このような劣化判断方法が不適となる場合もあり得る。
In the technique disclosed in
特許文献２に開示の技術は、産業用テレビで取り込んだITV画像の各コマから素線の磨耗足の数を撮像して、磨耗数から素線切れを検出するものであるが、磨耗数を検出するための具体的な画像処理については開示されていない。
The technique disclosed in
特許文献３に開示の技術は、レーザー光の投影によりワイヤロープの外径の変化を計測するものである。これは特許文献１の場合と同様に、非劣化品でもスチールコードに隙間のあるようなハンドレールの診断には不向きである。また、劣化判断に重要な”素線化”を検出する配慮はなされていない。
The technique disclosed in
特許文献４に開示の技術は保全員の目視によりワイヤロープまたはスチールコードの劣化を判断するため、保全員の個人差により判断のばらつきが生じ易い。
Since the technique disclosed in
特許文献５に開示の技術は、パワースペクトルにより定量的にスチールコードの不均一や、蛇行の有無を判定するものである。このような内蔵スチールコードの不均一性や斜行は、非劣化ハンドレールにおいても見られるものなので、本技術は、スチールコード自身の劣化の有無を判断するものとは言い難い。また、劣化判断に重要な”素線化”を検出する技術については、何ら配慮されていない。
The technique disclosed in
特許文献６に開示の技術は、正常なタイヤのスチールベルトの幅が一定であることを前提として、スチールベルトの幅の測定値が所定の範囲から逸脱したときに不良と判断するものである。一方、ハンドレールに内蔵のスチールコードは、その存在する範囲が長手方向と直行する方向に蛇行や変動をすることが通常であり、この技術によって、スチールコードの劣化の有無を判断することはできない。本技術においても、劣化判断に要求される”素線化”を検出する技術については、何ら開示されていない。
The technique disclosed in
以上、出願人が知り得る幾つかの公知技術を紹介したが、ワイヤロープなどのスチールコードの劣化（素線切れ、磨耗、形崩れ、伸び）状況を自動的に診断する技術は、特許文献１に示すように提案されているものの、既述したように乗客コンベア用ハンドレールのスチールコードの劣化診断には不適であったり、また、スチールコードの”素線化”に特化して精度良く検出する技術は提案されていない。
As described above, several known techniques that the applicant can know have been introduced. However, a technique for automatically diagnosing the deterioration (break of wire, wear, deformation, elongation) of a steel cord such as a wire rope is disclosed in
本発明は上記事情に鑑みてなされてものであり、その目的とするところは、乗客コンベア等のハンドレールやその他の移送機構のスチールコードを含む長尺部材の”素線化”（ほつれ）に特化して精度良く自動検出及び／又は診断できる移送機構用長尺部材の点検装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to “strand” long members including steel cords of handrails such as passenger conveyors and other transfer mechanisms. It is an object of the present invention to provide an inspection device for a long member for a transfer mechanism that can be specialized and automatically detected and / or diagnosed with high accuracy.
上記目的を達成するために、本発明は、基本的には、
移送機構に用いるスチールコードを含む長尺部材の点検装置であって、
ｉ）X線或いは可視光を照射してスチールコードの投影画像を形成する撮影部と、
ｉｉ）その投影画像を入力して、入力した投影画像に正常なスチールコードよりも細く且つ正常なスチールコードよりも輝度の高い線分が含まれている場合にその線分を抽出する画像処理を行い、この線分抽出データに基づき点検対象の前記スチールコードの”素線化”（ほつれ）を検出する画像処理部と、を備える。
In order to achieve the above object, the present invention basically includes:
An inspection device for a long member including a steel cord used for a transfer mechanism,
i) an imaging unit that forms a projection image of a steel cord by irradiating X-rays or visible light;
ii) An image processing for inputting the projection image and extracting the line segment when the input projection image includes a line segment that is thinner than a normal steel code and higher in luminance than a normal steel code. And an image processing unit for detecting “stirring” (fraying) of the steel cord to be inspected based on the line segment extraction data.
乗客コンベア等のハンドレールやその他の移送機構のスチールコードを含む長尺部材の”素線化”（ほつれ）に特化して精度良く自動検出及び／又は診断できる。 Automatic detection and / or diagnosis can be performed with high accuracy by specializing in “stranding” long members including steel cords of handrails such as passenger conveyors and other transfer mechanisms.
なお、本願の従属請求項に係る発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。 Other effects of the invention according to the dependent claims of the present application will be made clear from the description of the entire specification.
本発明は、移送機構に用いるスチールコードを含む長尺部材を点検対象とするが、まず、移送機構の長尺部材としては、エスカレータ、動く歩道等の乗客コンベアのハンドレールが好ましい一例として上げられる。また、移送機構の長尺部材として、エレベータに用いる裸のワイヤロープであってもよい。 In the present invention, a long member including a steel cord used for a transfer mechanism is to be inspected. First, as a long member of a transfer mechanism, a handrail of a passenger conveyor such as an escalator or a moving sidewalk is a preferred example. . Moreover, the bare wire rope used for an elevator may be sufficient as a long member of a transfer mechanism.
本発明は、X線或いは可視光を照射してスチールコードの投影画像を形成する撮影部を備えるが、乗客コンベア用ハンドレールのスチールコードを撮像対象とする場合には、スチールコードが、化粧ゴムの外皮で覆われるために、X線を使用する撮影部が好ましい。また、エレベータのように、裸のワイヤロープ（スチールコード）を撮像対象とする場合には、可視光を使用する撮影部が好ましい。 The present invention includes an imaging unit that forms a projection image of a steel cord by irradiating X-rays or visible light. When the steel cord of a passenger conveyor handrail is to be imaged, the steel cord is a decorative rubber. An imaging unit using X-rays is preferable because it is covered with the outer skin. Moreover, when taking a bare wire rope (steel cord) as an imaging object like an elevator, an imaging unit using visible light is preferable.
画像処理部は、例えば、上記撮影部からの投影画像を入力して、入力した投影画像に正常なスチールコードよりも細く且つ正常なスチールコードよりも輝度の高い線分が含まれている場合にその線分を”素線化”候補として抽出する画像処理を行う。好ましい一例としては、例えば、撮影部は、正常な外径を有するスチールコードについては本影を形成し、スチールコードのほつれについては細い半影を形成するよう設定される。そして、画像処理部は、半影の判定基準となる輝度範囲を設定して、この判定基準に基づいてほつれに相当する線分を抽出する。
[Ｘ線画像の可視化と撮影]
本実施形態では、乗客コンベアのハンドレールをＸ線撮影した画像を処理してスチールコードの”素線化”を検出して劣化を判断する。その際、スチールコードの”素線化”について、ハンドレールの長手方向にそれらの特徴が所定の長さ以上継続するか否かを判断基準とする。そして、検出された特徴を利用してハンドレールの品質を例えば劣化と良品の２段階、または不良、劣化、良品の３段階以上で評価する。
For example, when the image processing unit inputs a projection image from the photographing unit and the input projection image includes a line segment that is thinner than a normal steel code and brighter than a normal steel code, Image processing is performed to extract the line segment as a “strand” candidate. As a preferred example, for example, the photographing unit is set to form a main shadow for a steel cord having a normal outer diameter and to form a thin penumbra for a frayed steel cord. Then, the image processing unit sets a luminance range that is a determination criterion for penumbra and extracts a line segment corresponding to fraying based on the determination criterion.
[Visualization and imaging of X-ray images]
In the present embodiment, an X-ray image of the passenger conveyor handrail is processed to detect the “stranding” of the steel cord and determine the deterioration. At that time, the “crimping” of the steel cord is based on whether or not those features continue for a predetermined length or more in the longitudinal direction of the handrail. Then, using the detected features, the quality of the handrail is evaluated, for example, in two stages of deterioration and non-defective product, or in three or more stages of defect, deterioration, and non-defective product.
本実施形態では、乗客コンベアのハンドレールに内蔵のスチールコードをＸ線撮影により可視化して画像処理する。Ｘ線撮影は一切の外光を遮断した環境下で、Ｘ線を放射状に出射するＸ線管と、Ｘ線像を可視化するスクリーンであるシンチレータの間に、ハンドレールに内蔵されたスチールコードを配置した構成で行う。前記シンチレータは数百μｍ程度の厚さの紙または樹脂に蛍光物質を塗布したものでX線の照射を受けている間に発光する。このうち、前記内蔵のスチールコードに当たらずにそのまま大きなX線線量が照射した部分は高輝度に発光する。一方、スチールコードに吸収されたり反射されたりしてX線が照射されない部分は発光しない。しかし、実際にはスチールコードで遮られた部分でも乱反射して照射するX線もあり、低輝度で若干発光する。そして、該スチールコードの影絵として相対的な輝度分布が発生するのでこれをカメラで撮影する構成をとる。
[素線の説明]
ここで、”素線化”とはスチールコードを構成する素線と呼ばれる細い針金の撚りがほどけて単独で存在する状態である。素線の外径は正常なスチールコードの外径の約１／５〜１／１０程度である。例えば、素線の外径が０．１８ｍｍ前後であれば、これをより合わせて構成したスチールコードの外径は１．５ｍｍ前後から１．８ｍｍ前後である。
[素線の顕在化]
通常のスチールコードと素線を区別する物理的指標はその外径であって、通常のスチールコードの外径は１．５〜１．８ｍｍに対して、素線の外径は０．１５〜０．３ｍｍの範囲である。しかし、可視光領域の光学レンズ系で撮影した場合でも、カメラと素線の距離の変動により、外径を測れるまでに鮮明な画像を得ることは難しい。また、ハンドレールに内蔵のスチールコードにおける素線をＸ線撮影する場合において、極めて細い素線を鮮明に撮影するには０．１ｍｍにも満たない極小の開口から強力なＸ線量を照射する必要がある。しかし、冷却や安全性およびコストの制約からＸ線の出力は限られており、Ｘ線出射の開口サイズは０．７ｍｍ程度必要である。そうすると、ある程度の大きさを有するＸ線出射開口で撮影しながら、これよりも外径の小さい素線を撮影して自動検出することが必要となる。
In the present embodiment, the steel cord built in the handrail of the passenger conveyor is visualized by X-ray imaging and image processing is performed. X-ray imaging uses a steel cord built into the handrail between an X-ray tube that emits X-rays radially and a scintillator that is a screen for visualizing X-ray images in an environment where all external light is blocked. This is done with the arrangement. The scintillator is a paper or resin having a thickness of about several hundreds μm coated with a fluorescent material and emits light while being irradiated with X-rays. Of these, the portion irradiated with a large X-ray dose as it is without hitting the built-in steel cord emits light with high brightness. On the other hand, the portion that is absorbed or reflected by the steel cord and is not irradiated with X-rays does not emit light. However, there are actually X-rays that are diffusely reflected even at the part blocked by the steel cord, and emit a little light with low brightness. Since a relative luminance distribution is generated as a picture of the steel cord, a configuration is adopted in which this is photographed with a camera.
[Description of strands]
Here, “stranding” is a state in which a thin wire called a strand constituting a steel cord is unwound and exists alone. The outer diameter of the strand is about 1/5 to 1/10 of the outer diameter of a normal steel cord. For example, if the outer diameter of the strand is about 0.18 mm, the outer diameter of the steel cord formed by combining these is about 1.5 mm to about 1.8 mm.
[Realization of strands]
The physical index that distinguishes ordinary steel cords and strands is their outer diameter. The outer diameter of ordinary steel cords is 1.5 to 1.8 mm, while the outer diameter of strands is 0.15 to 1.8 mm. The range is 0.3 mm. However, even when shooting with an optical lens system in the visible light region, it is difficult to obtain a clear image before the outer diameter can be measured due to fluctuations in the distance between the camera and the strand. In addition, when taking an X-ray image of an element wire in a steel cord built in a handrail, it is necessary to irradiate a strong X-ray dose through a very small opening of less than 0.1 mm in order to clearly capture an extremely thin element wire. There is. However, the output of X-rays is limited due to cooling, safety, and cost restrictions, and the aperture size for X-ray emission needs to be about 0.7 mm. Then, it is necessary to capture and automatically detect a strand having an outer diameter smaller than that while photographing with an X-ray exit aperture having a certain size.
後で図を用いて説明するが、大きさのある開口から出射したＸ線でスチールコードを撮影すると、スチールコードでＸ線が完全に遮蔽されて形成される暗い影である本影が生じる。そして本影の周囲には、前記Ｘ線出射開口に大きさがあるために、Ｘ線が一部遮蔽されずに形成される半影が生じる。半影は本影よりも明るい影である。そして、素線は前記Ｘ線出射開口の大きさよりも外径が小さいので、本影を作ることはできず、半影のみの画像となる。そこで、本影を有する通常のスチールコードと異なり、半影のみからなる物体を素線として検出することにより、素線よりも大きなＸ線出射開口を有するＸ線撮影系であっても素線検出が可能となる。この方法による細線の検出はＸ線の撮影系に限られず、有限の大きさの光源から放射状に可視光を投影した物体の像において半影のみを形成する物体を素線として検出することで、エレベータのロープやクレーンのワイヤーの素線を検出することも可能となる。
[点検装置の構成例]
本実施形態では、移送機構用長尺部材の点検装置の一例として、乗客コンベアのハンドレール点検装置の構成を例示し、例えば、以下のようなものとすることができる。
（１）乗客コンベアのハンドレールをX線で撮影するX線撮影部と、前記X線撮影部で撮影された画像を処理して、前記ハンドレールに内蔵されたスチールコードの”素線化”を検出し、前記ハンドレールの長手方向における前記スチールコードの”素線化”の発生している部分の長さが所定の長さ以上継続する場合には、前記ハンドレールの品質を不良と判定する画像処理部を有する。
（２）（１）において、前記画像処理部は、前記スチールコードの”素線化”を検出し、前記ハンドレールの長手方向における前記スチールコードの”素線化”の発生部分の長さが前記所定の長さより短く、かつ、前記ハンドレールの長手方向における前記スチールコードの”素線化”発生部分の長さがもう一つの所定の長さの範囲内であるときは、前記ハンドレールの品質を劣化と判定する。
（３）（２）において、前記画像処理部は、前記ハンドレールの長手方向における前記スチールコードの”素線化”発生部分の長さが、前記もう一つの所定の長さの範囲より短い場合には、前記ハンドレールの品質を良品と判定する。
As will be described later with reference to the drawings, when a steel cord is photographed with X-rays emitted from a large aperture, a main shadow, which is a dark shadow formed by completely shielding the X-rays with the steel cord, is generated. And since the X-ray exit opening has a size around the main shadow, a penumbra formed without partially shielding the X-ray is generated. The penumbra is a brighter shadow than the main shadow. Since the strand has an outer diameter smaller than the size of the X-ray exit aperture, a main shadow cannot be created, and only a penumbra image is obtained. Therefore, unlike ordinary steel cords with a main shadow, by detecting an object consisting only of a penumbra as an elemental wire, even an X-ray imaging system having an X-ray exit aperture larger than the elemental wire can detect the elemental wire. Is possible. Detection of thin lines by this method is not limited to X-ray imaging systems, but by detecting an object that forms only a penumbra in an image of an object projected from a light source of a finite size in a radial pattern as a strand, It is also possible to detect strands of elevator ropes and crane wires.
[Configuration example of inspection equipment]
In the present embodiment, as an example of an inspection device for a long member for a transfer mechanism, a configuration of a handrail inspection device for a passenger conveyor is exemplified, and for example, the following can be used.
(1) X-ray radiographing unit that captures X-rays of passenger conveyor handrails, and processing of images taken by the X-ray radiographing unit to “wire the steel cords built into the handrails” If the length of the portion where the “steel cord” of the steel cord is generated in the longitudinal direction of the handrail continues for a predetermined length or more, the quality of the handrail is determined to be defective. An image processing unit.
(2) In (1), the image processing unit detects “stranding” of the steel cord, and the length of the portion where the “stranding” of the steel cord occurs in the longitudinal direction of the handrail is When the length of the portion of the steel cord that is “stranded” in the longitudinal direction of the handrail is shorter than the predetermined length and is within another predetermined length range, Judge the quality as degraded.
(3) In (2), when the length of the “stranding” occurrence portion of the steel cord in the longitudinal direction of the handrail is shorter than the range of the other predetermined length, In this case, the quality of the handrail is determined as a non-defective product.
本実施形態の乗客コンベアの保全方法は、例えば、（１）から（３）における画像処理部での判定方法と同様の方法によりハンドレールの品質を判定する。そして、前記ハンドレールの品質が不良と判定された場合に、前記ハンドレールを補修または交換または補修後に交換する。また、前記ハンドレールの品質が劣化と判定された場合に、通常の点検周期よりも短い周期で前記劣化と判定されたハンドレールを再点検する。 In the passenger conveyor maintenance method according to the present embodiment, for example, the quality of the handrail is determined by a method similar to the determination method in the image processing unit in (1) to (3). Then, when it is determined that the quality of the handrail is poor, the handrail is repaired or replaced, or replaced after the repair. When it is determined that the quality of the handrail is deteriorated, the handrail determined to be deteriorated is reinspected at a cycle shorter than a normal inspection cycle.
尚、上記した構成はあくまで一例であり、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。
[実施例の説明]
以下、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。尚、各図および各実施例において、同一または類似の構成要素には同じ符号を付し、重複した説明を省略する。
The above-described configuration is merely an example, and can be changed as appropriate without departing from the technical idea.
[Description of Examples]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing and each embodiment, the same or similar components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
実施例１は、移送機構用長尺部材の点検装置の一例として、ハンドレールの劣化段階を自動診断することのできる乗客コンベアのハンドレール点検装置を例示するものである。
［撮影構成と装着の例］
図４（ａ）は、本実施例に係る乗客コンベアのハンドレール点検装置の機器構成と、この点検装置を点検時にハンドレールへ装着した例を示す図であり、Ｘ線撮影部１と画像処理部２で構成される。画像処理部２は例えばパーソナルコンピュータによって構成することができる。また、必要に応じてエンコーダ３が追加される。
The first embodiment exemplifies a passenger rail handrail inspection device capable of automatically diagnosing a deterioration stage of a handrail as an example of an inspection device for a long member for a transfer mechanism.
[Example of shooting configuration and wearing]
FIG. 4A is a diagram showing an apparatus configuration of a passenger rail handrail inspection device according to the present embodiment and an example in which this inspection device is mounted on a handrail at the time of inspection. It consists of
Ｘ線撮影部１は、Ｘ線管５と、シンチレータ６と、カメラ７で構成される。Ｘ線撮影部１はハンドレール４の一部を撮影してその撮影画像を画像処理部内部に取り込めるように、Ｘ線管５とシンチレータ６との間にハンドレール４が位置するように構成される。Ｘ線管５から広がりをもってＸ線が出射され、ハンドレール４を透過してシンチレータ６を照射する。シンチレータ６はＸ線を照射されると蛍光する蛍光板であって、Ｘ線の照射量に応じた輝度で蛍光する。ハンドレール４は内部に鋼鉄製のスチールコードを含み、Ｘ線透過率に応じた影絵の像がシンチレータ６に発生する。シンチレータ６に発生した像はカメラ７に取り込まれる。Ｘ線撮影部１は装置外部の光を遮断するためシンチレータ６の発光による画像のみを効率的に取り込むことができる。カメラ７は画像処理部２に接続されて、該画像は電子データとして画像処理部２に取り込まれる。
The
また、シンチレータ６とカメラ７の間に鉛ガラス８を備えることで、Ｘ線管５から出射するＸ線がカメラ７を損傷することを防ぐことができる。鉛ガラス８はＸ線波長の電磁波を吸収し、シンチレータ６の発光およびカメラ７の撮影に係る可視光の波長帯の電磁波を透過するものである。鉛ガラス８により、カメラ７にはＸ線は透過せず、シンチレータ６の発光による光のみが到達するようにすることができる。
Moreover, by providing the
図４（ｂ）はＸ線撮影部をハンドレールに装着した例を示す図であって、Ｘ線撮影部１はハンドレール４の一部を内部に取り込むようにして装着される。装着にあたり、Ｘ線撮影部１は例えば、カメラ７と、鉛ゴム８と、シンチレータ６を備える第１の部分１ａと、Ｘ線管５を備える第２の部分１ｂに分離可能な機構とし、ハンドレール４を上下に挟み込んでから留め具で前記二つの部分１ａと１ｂを結合する構造とすることができる。ここでは、乗客コンベアとして上階床と下階床との間に架設され乗客が搭乗するステップを備えたエスカレータにおいて、傾斜部におけるハンドレールにＸ線撮影部を装着した例を示しているが、装着場所はこれに限られるものではない。Ｘ線撮影の際にＸ線撮影部１とハンドレール４は相対的に移動するようにする。つまり、Ｘ線撮影部１を固定してハンドレール４を移動させるか、またはハンドレール４を静止させた状態でＸ線撮影部１を移動させる。このようにして、ハンドレールの所望の箇所の撮影が可能となる。撮影は動画として連続的に撮影され、画像処理部２の磁気媒体などの記憶部に動画ファイルとして保存する場合には、例えばＭＰＥＧ形式やＡＶＩ形式を用いることができる。
FIG. 4B is a diagram showing an example in which the X-ray imaging unit is mounted on the handrail. The
図５は本実施例の乗客コンベアのハンドレール点検装置で撮影したハンドレールＸ線画像の例である。図面横方向がハンドレールの長手方向である。ハンドレールは長手方向に５ｍｍから２０ｍｍ程度という比較的狭い視野で撮影される。これはＸ線点検装置が携行できるほどコンパクトにする必要上から油を用いた冷却機構を持たないため、Ｘ線管の出力が、医療用機器等の他の機器よりも小さいことによる。小さいＸ線出力を有効に利用するため、ハンドレールの長手方向の撮影視野は５ｍｍから２０ｍｍ程度とし、ハンドレール長手方向と直交する方向は５０ｍｍ程度の範囲で放射するように、Ｘ線管は設計されている。ただし、この視野制限はコンパクト設計上の制約であり、本発明の乗客コンベアのハンドレールＸ線点検装置は、より広い視野のＸ線撮影機構を用いても実現可能である。また、ハンドレール長手方向の視野は狭くとも、長手方向に移動しながら撮影するので問題はない。 FIG. 5 is an example of a handrail X-ray image taken by the passenger rail handrail inspection device of this embodiment. The horizontal direction of the drawing is the longitudinal direction of the handrail. The handrail is photographed in a relatively narrow field of view of about 5 mm to 20 mm in the longitudinal direction. This is because the output of the X-ray tube is smaller than other devices such as medical devices because it does not have a cooling mechanism using oil because it needs to be compact enough to be carried by the X-ray inspection device. In order to effectively use small X-ray output, the X-ray tube is designed so that the field of view in the longitudinal direction of the handrail is about 5 mm to 20 mm and the direction perpendicular to the longitudinal direction of the handrail radiates in the range of about 50 mm. Has been. However, this visual field restriction is a limitation in compact design, and the handrail X-ray inspection apparatus for passenger conveyors of the present invention can be realized using an X-ray imaging mechanism with a wider visual field. Moreover, even if the visual field in the longitudinal direction of the handrail is narrow, there is no problem because the image is taken while moving in the longitudinal direction.
図５に示すように、スチールコードはＸ線の透過率が低いため黒い線分（暗部）として撮影されている。複数並ぶように配置されているスチールコードの間（背景）はゴムのみで比較的Ｘ線の透過率が高いため明るく（明部）撮影されている。この例では、ハンドレールの周辺部（図面上端と下端）はゴムが厚くＸ線透過率が比較的低いため暗く撮影されている。ここでは１８本のスチールコードが写っており、説明の便宜上、図面上から下まで順に０１コード、０２コード、…、１８コードと呼ぶことにする。 As shown in FIG. 5, the steel cord is photographed as a black line segment (dark part) because of its low X-ray transmittance. Between the steel cords arranged in a row (background), only rubber is used, and the X-ray transmittance is relatively high, so the image is bright (bright). In this example, the periphery of the handrail (upper and lower ends in the drawing) is taken dark because the rubber is thick and the X-ray transmittance is relatively low. Here, 18 steel cords are shown, and for convenience of explanation, they will be called 01 code, 02 code,.
図面左側の輝度分布は矢印９において、ハンドレールを直角に横切って横断する方向（図面の縦方向で、以後、横断方向、あるいは、ハンドレールの長手方向に直交する方向と呼ぶ。）の線分上の輝度分布を表したものである。スチールコードは輝度分布の谷の部分である。また、周辺のゴムの厚い部分は輝度が小さくコントラストも中央部に比べて低い。 The luminance distribution on the left side of the drawing is a line segment in the direction of crossing the hand rail at right angles at the arrow 9 (vertical direction in the drawing, hereinafter referred to as the crossing direction or the direction perpendicular to the longitudinal direction of the hand rail). It represents the brightness distribution above. The steel cord is the valley portion of the luminance distribution. In addition, the thick part of the peripheral rubber has a low brightness and a low contrast compared to the central part.
Ｘ線撮影部またはハンドレールを一定速度で移動させながら撮影すれば、一枚の画像では５ｍｍから２０ｍｍ程度の視野であるが、動画としては数十メートルに及ぶハンドレール全体を撮影することができる。撮影中のＸ線撮影部またはハンドレールの移動は一定速度で行われることが望ましいが、非定常速度の移動でもエンコーダ３を用いて補正することができる。エンコーダ３はＸ線撮影部に固定されていて、ハンドレール４との相対的移動量を計測し、その移動量を画像処理部に送信する。画像処理部ではＸ線撮影部で得られる動画から、エンコーダ３の距離情報に基づいて、一定距離を移動するごとに画像を採取すれば擬似的に一定の速度で移動するハンドレール４の動画を得ることができる。
［良品と劣化品の例］
図６は良品ハンドレールのＸ線画像をイメージした概念図である。図面の都合上、ハンドレール長手方向を図面上下方向に示している。スチールコードの部分が暗く（黒く）写っている。この概念図においては、区間１０はスチールコードの継ぎ目部の存在する区間であって、継ぎ目部は、スチールコードの隙間がやや大きい部分となってスチールコード間同様に明るく写っていることを示している。また、スチールコードは、若干の蛇行をしていることを示している。このようなスチールコードの継ぎ目による不連続性と蛇行は、正常なハンドレールでも存在するので、それによっては劣化と判断することはできない。
If the X-ray imaging unit or the handrail is moved while moving at a constant speed, a single image has a field of view of about 5 mm to 20 mm, but as a movie, the entire handrail can reach several tens of meters. . Although it is desirable that the X-ray imaging unit or the handrail is moved at a constant speed during imaging, even the movement at an unsteady speed can be corrected using the
[Examples of good and deteriorated products]
FIG. 6 is a conceptual diagram in which an X-ray image of a non-defective handrail is imaged. For convenience of the drawing, the longitudinal direction of the handrail is shown in the vertical direction of the drawing. The steel cord part is dark (black). In this conceptual diagram,
一方、図７（ａ）は”素線化”（ほつれ）の生じている劣化初期ハンドレールＸ線画像の概念図である。上記した継ぎ目によるスチールコードの不連続性が存在することから、隙間がやや大きい部分があったとしても、これをもって劣化と判断してはならず、この隙間部に生じている”素線化”の検出をもって劣化と判断する必要がある。図７（ｂ）は素線化の生じている部分を拡大して表したものであり、（ｃ）は素線の位置を説明するために単純な模式図として示したものである。線分１１が素線化したスチールコードの像である。
［撮影系］
図８に本実施例に係る乗客コンベアのハンドレール点検装置の撮影系の例を示す。
On the other hand, FIG. 7A is a conceptual diagram of a deteriorated initial handrail X-ray image in which “stranding” (fraying) occurs. Since there is a discontinuity in the steel cord due to the seam described above, even if the gap is slightly large, it should not be judged as deteriorated. It is necessary to judge that the deterioration has occurred. FIG. 7B is an enlarged view of the portion where the wire is formed, and FIG. 7C is a simple schematic diagram for explaining the position of the wire. The
[Shooting system]
FIG. 8 shows an example of an imaging system of a handrail inspection device for a passenger conveyor according to this embodiment.
図８はＸ線管５のＸ線出射口１２と、ハンドレール内蔵のスチールコード１５（複数のうち一つを取り出している）と、シンチレータ６との位置関係を示しており、図面上部から下部の方向へＸ線が照射され、図面と直交する方向がハンドレールおよび該スチールコードの長手方向である。符号１５の実線で示す円により、正常な外径のスチールコード１５（通常のスチールコード１５）を断面方向から示した状態を示している。符号１６の実線で示す円により、正常状態よりも細いスチールコード１６を断面方向から示した状態を示している。破線矢印１３はＸ線が照射される範囲を示している。Ｘ線出射口１２の両端からシンチレータ６の照射面上のＸ線照射範囲内の任意の点までの二本の線分１７を引く。ここで、スチールコード群が概ね存在する範囲の中心位置を破線４ａで表す。そして、破線４ａ上に中心を有して二本の線分１７に接する円１４を破線で示す。本発明の乗客コンベアのハンドレールＸ線点検装置においては、正常なスチールコードは破線円１４よりも外径が大きいものとし、”素線化”により生じた素線は破線円１４よりも外径が小さいものとして説明をする。以後破線円１４の外径を境界外径１４と称する場合もある。
FIG. 8 shows the positional relationship between the
図９は、図８の撮影系における、正常なスチールコードの形成する像の輝度分布を説明する図である。破線４ａの位置にある通常のスチールコード１５はＸ線出射口１２からのＸ線の一部を吸収または反射することによりシンチレータ６に影絵として像（投影像）を作る。Ｘ線出射口１２の端からスチールコード１５の接線として二本の線分１８と二本の破線の線分１９をシンチレータ６まで引く。それぞれ異なる端から引いた線分１８と線分１９がシンチレータ６上に作る領域２０（斜線領域）はスチールコード１５が、出射されたＸ線を部分的に遮蔽する領域である。すなわち、領域２０のいずれの位置においてもシンチレータ６上からＸ線出射口１２を見ると、その一部がスチールコード１５の陰に隠れている。このように、Ｘ線出射口１２を部分的に覆うことでできる影を半影という。つまり、領域２０はスチールコード１５の半影のできる領域である。また、二本の線分１９の外側の領域２１（点描領域）はＸ線出射口１２に対してスチールコード１５が全く覆わない領域である。また、二つの領域２０の間の領域２２はＸ線出射口１２に対してスチールコード１５が完全に覆っている領域である。このように、Ｘ線出射口１２を完全に覆うことでできる暗い影を本影という。つまり、領域２２はスチールコード１５が本影を作る領域である。この本影と半影が形成されることにより、シンチレータ６は領域２１では高輝度になり領域２２では低輝度になる。領域２０は、領域２１に接している場所から領域２２に接している場所に近づくにつれてＸ線出射口１２に対してスチールコード１５が覆う面積が増えていくので、輝度は次第に低くなる。
FIG. 9 is a diagram for explaining the luminance distribution of an image formed by a normal steel cord in the photographing system of FIG. The
また、Ｘ線画像はランダムなノイズが多いため、原画に対して平滑化フィルタ処理を加える必要があるが、この平滑化フィルタ処理を加えた後のシンチレータ６の輝度分布は、図９の曲線２３のようになる。輝度分布２３は縦軸が輝度で、横軸がシンチレータ６上の場所を表す。Ｘ線出射口１２からシンチレータ６に達するＸ線は出射範囲の周辺部に近づくにつれて弱まるので、輝度分布２３は正確には、周辺部が幾分低いものとなる。
Further, since the X-ray image has a lot of random noise, it is necessary to apply a smoothing filter process to the original image. The luminance distribution of the
図１０は、図８の撮影系における、素線化した細いスチールコードの形成する像の輝度分布を説明する図である。破線４ａの位置にある正常よりも細いスチールコード１６は、Ｘ線出射口１２からのＸ線の一部を吸収または反射することによりシンチレータ６に影絵として像を作る。Ｘ線出射口１２の端からスチールコード１６の接線として、二本の線分１８と、二本の破線の線分１９をシンチレータ６まで引く。線分１９の外側の領域２１（点描領域）はＸ線出射口１２に対してスチールコード１６が全く覆わない領域である。また、図１０の場合は、Ｘ線出射口１２に対してスチールコード１６が完全に遮蔽する領域はシンチレータ６上にないため本影は存在しない。二本の線分１８の間の領域２４は、シンチレータ６からみてスチールコード１６によって隠されるＸ線出射口１２の部分の面積が最大となる範囲である。しかし、領域２４は、上述したようにＸ線出射口１２を完全に覆うことはないため、図９における本影の領域２２に較べて高輝度となる。Ｘ線出射口１２の端の同一地点から引いた線分１８と線分１９の間の領域２５（斜線領域）は、Ｘ線出射口１２に対して、スチールコード１６の一部が遮蔽する領域である。また、二本の線分１９の外側の領域２１（点描領域）ではＸ線出射口１２を遮蔽するものが無いのでシンチレータ６は高輝度になる。領域２４と領域２５はスチールコード１６が半影を形成する領域である。領域２５は、領域２１に接している場所から領域２４に接している場所に近づくにつれてＸ線出射口１２に対してスチールコード１６が遮蔽する面積が増えていくので輝度は次第に低くなる。また、Ｘ線画像はランダムなノイズが多いため、原画に対して平滑化フィルタ処理を加える必要があるが、この平滑化フィルタ処理を加えた後のシンチレータ６の輝度分布は曲線２６のようになる。輝度分布２６は縦軸が輝度で、横軸がシンチレータ６上の場所を表す。Ｘ線出射口１２からシンチレータ６に達するＸ線は出射範囲の周辺部に近づくにつれて弱まるので、輝度分布２６は正確には、周辺部が幾分低いものとなる。
FIG. 10 is a diagram for explaining the luminance distribution of an image formed by a thin, thin steel cord in the photographing system of FIG. The
図１１は、図８の撮影系における、境界外径１４を有するスチールコードの形成する像の輝度分布を説明する図である。破線４ａの位置にある境界外径１４のスチールコードは、Ｘ線出射口１２からのＸ線の一部を吸収または反射することによりシンチレータ６に影絵として像を作る。
FIG. 11 is a diagram for explaining the luminance distribution of an image formed by a steel cord having a boundary
Ｘ線出射口１２の端から境界外径１４のスチールコードの接線として二本の線分１８と二本の破線の線分１９をシンチレータ６まで引く。線分１９の外側の領域２１（点描領域）はＸ線出射口１２に対して境界外径１４のスチールコードが全く覆わない領域である。また、図１１の場合は、二本の線分１８はシンチレータ６上の一点で交わることから、Ｘ線出射口１２に対して境界外径１４のスチールコードが完全に遮蔽する領域はシンチレータ６上に一点しか存在しないため、一定の範囲を有するという意味での実質的な本影は存在しない。二本の線分１９の外側の領域はＸ線出射口１２が全く遮られない領域２１（点描領域）で、シンチレータ６は高輝度となる。二本の線分１９の内側は境界外径１４のスチールコードによってＸ線出射口１２の一部が遮蔽される領域２５（斜線領域）であって、シンチレータ６上に半影を生じる部分である。この領域内の最低輝度値をＢｔｈ＿Ｄａｓｈとする。ここでの輝度分布２７は、高輝度である背景輝度Ｂｂａｋから最低輝度値Ｂｔｈ＿Ｄａｓｈまでを結ぶ曲線となる。また、Ｘ線画像はランダムなノイズが多いため、原画に対して平滑化フィルタ処理を加える必要があるが、この平滑化フィルタ処理を加えた後のシンチレータ６の輝度分布は曲線２７のようになる。輝度分布２７は縦軸が輝度で、横軸がシンチレータ６上の場所を表す。Ｘ線出射口１２からシンチレータ６に達するＸ線は出射範囲の周辺部に近づくにつれて弱まるので、輝度分布２７は正確には、周辺部が幾分低いものとなる。また、作図上はシンチレータ６上で、一点だけ本影と同じ暗さの輝度が現れることになるが、実際は、空間的に有限な大きさを有する画素で離散化することと、上述のランダムノイズを除去するために隣接画素との平滑化をすることで、Ｂｔｈ＿ＤａｓｈはＢｍｉｎよりも大きな値となる。そして、輝度分布２７の半値幅すなわち、輝度分布２７がＢｂａｋとＢｔｈ＿Ｄａｓｈの中間輝度を横切る地点２７ａ、２７ｂの幅をスチールコード太さのしきい値Ｗｔｈ＿Ｄａｓｈとする。このＢｔｈ＿Ｄａｓｈを輝度しきい値として通常のスチールコードと素線を区別することができる。上記のように輝度しきい値としてＢｔｈ＿Ｄａｓｈを用いることができるが、通常の外径のスチールコードと素線の輝度の差異を際立たせるために、図１２に示すように、境界外径よりも幾分小さくしたｔｈ外径（しきい値外径）１４ａのスチールコードの像の輝度値の最低値をしきい値Ｂｔｈとしてもよい。
Two
図１２は、図８の撮影系における、図１１で説明した境界外径１４よりも小さく、かつ検出すべき素線（素線化）よりも大きな外径（ｔｈ外径１４ａ）のスチールコードの形成する像の輝度分布を説明する図である。破線４ａの位置にある外径１４ａのスチールコードはＸ線出射口１２からのＸ線の一部を吸収または反射することによりシンチレータ６に影絵として像を作る。Ｘ線出射口１２の端からｔｈ外径１４ａのスチールコードの接線として二本の線分１８と二本の破線の線分１９をシンチレータ６まで引く。二本の線分１９の外側の領域はＸ線出射口１２が全く遮られない領域２１（点描領域）で、シンチレータ６は高輝度となる。一方、二本の線分１９の内側の領域２５と領域２４はｔｈ外径１４ａのスチールコードによってＸ線出射口１２の一部が遮蔽されることにより、シンチレータ６上に半影を生じる部分である。二本の線分１８がシンチレータ６と交わる二点に挟まれた領域２４において、最低輝度が発生し、これをしきい値Ｂｔｈとする。ここでの輝度分布２７αは、図１１の輝度分布２７に類似するが、最低輝度値がより高輝度となっている。そして、輝度分布２７αの半値幅、すなわち、輝度分布２７αがＢｂａｋとＢｔｈの中間輝度を横切る地点２７ａ、２７ｂの幅を、スチールコード太さのしきい値Ｗｔｈとして用いることができる。また、Ｂｔｈを輝度しきい値として通常のスチールコードと素線を区別することができる。
FIG. 12 shows a steel cord having an outer diameter (th
図８乃至図１２の撮影系は説明の都合上、スチールコードの存在位置４ａをＸ線管５に近い距離とした。しかし、図１３に示すように、スチールコードの存在する位置４ｂのように、シンチレータ６寄りに配置した方がＸ線画像の視野を大きく確保することができる。また、境界外径１４よりも太い通常のスチールコードの場合においても、”素線化”により素線化した細いスチールコードにあっても、領域２０，２２，２４，２５の範囲がシンチレータ６上で空間的に圧縮されてコンパクトになる。また、結果的にＸ線の放射範囲をより小さい範囲に収めることができるので、Ｘ線照射の中心部が明るく周辺部が暗くなるという輝度の差異も小さくすることができる。一方で、スチールコードの存在位置を４ａから４ｂに変えることに伴って、通常スチールコードと細いスチールコードを区別する境界外径１４も変わることに留意する。通常とすべきスチールコードと素線として検出すべき細いスチールコードの外径を定めた後、これに基づいて境界外径１４若しくはｔｈ外径１４ａを定め、更にＸ線出射口１２の大きさと、スチールコード存在位置と、シンチレータ６の距離を調整することで所望の外径の素線化したスチールコードおよび”素線化”を検出することができる。
In the imaging system of FIGS. 8 to 12, the steel
以上、図８乃至図１３により、Ｘ線出射口１２の大きさと、シンチレータ６と、スチールコード存在位置の位置関係により、境界外径１４若しくはｔｈ外径１４ａを境として、これよりも太い正常なスチールコードは本影という暗い影を形成し、これよりも細い素線は本影を形成せずに比較的輝度の高い半影のみを形成することを示した。図８乃至図１３では素線としての細いスチールコード１６が図面に直交している場合について説明をしたが、図面上に平行になっている場合でも、Ｘ線出射口１２の大きさと、シンチレータ６と、スチールコード存在位置の関係により半影のみの画像となる。また、スチールコードの断面は円形でなくとも、境界外径１４に近似する値でなければ、上記の本影と半影による画像が区別容易なほどに形成される。
As described above, according to FIGS. 8 to 13, depending on the size of the
X線源の出射面の縦横の寸法は、上記したスチールコードの本影及び素線の半影を形成するために、素線外径さらにはスチールコードの境界外径よりも面積が大きいことが望ましい。
［ハンドレール点検装置の画像処理手段］
図１４は本発明の画像処理部の一実施例であって例えば画像処理部２で実施することができる。前記画像処理部はフレーム取得部２８と、スチールコード検出部（以下、ＳＣ検出部）２９と、スチールコードモデル保持部（以下、ＳＣモデル保持部）３０と、スチールコードトレース／要素特徴検出部（以下、ＳＣトレース／要素特徴検出部）３１と、フレーム毎良否判定部３２と、最終判定部３３と、表示部３４と、コマンド入力部３５と、制御部３６とから構成されている。また、ＳＣトレース／要素特徴検出部３１には、素線検出部３１１が含まれる。この後、説明の便宜上、ハンドレールの長手方向を「長手方向」と表現し、これに直交する方向を「直交方向」と表現する。
The vertical and horizontal dimensions of the exit surface of the X-ray source may have an area larger than the outer diameter of the strands and the boundary outer diameter of the steel cords in order to form the main shadow of the steel cord and the penumbra of the strand. desirable.
[Image processing means of handrail inspection device]
FIG. 14 shows an embodiment of the image processing unit of the present invention, which can be implemented by the
フレーム取得部２８はカメラ７で撮影した動画から１フレームを切り出して、その中からスチールコードが含まれる視野範囲を切り出して、画像輝度に対するランダムノイズの除去とコントラスト補正を行う。
The
ＳＣ検出部２９は、この画像の輝度分布から独立して存在するスチールコードに対応するスチールコード部を検出して座標を計算する。その重心の直交方向すなわち図５においては図面上下方向の座標を、該フレームにおける該スチールコードの位置として代表させる。
The
ＳＣモデル保持部３０は所定の本数からなるＳＣ群モデルを更新し保持する。前記ＳＣ群モデルは各スチールコードの直交方向の座標と共に、該スチールコード領域の輝度と、それに隣接する背景領域の輝度の情報を更新保持する（ＳＣ群モデルの更新保持については、図２９を用いて後述する）。ＳＣ群モデルの各スチールコードには、図５における０１，０２，…，１８コード等と命名される。
The SC
ＳＣトレース／要素特徴検出部３１は、ＳＣ検出部２９の出力であるスチールコードの代表座標とＳＣモデル保持部３０の保持するＳＣ群モデルの座標を比較して、前記所定の本数分の総合的な座標の差異（差異の総和）が最小になるように対応付けをする。この処理により、現フレームで検出されている各スチールコードが、各スチールコードのコード番号すなわち、図５における０１，０２，…，１８コードのいずれに対応するかが確定する。そして、この対応関係に基づいて、各スチールコードの現フレームにおける、抜け，接触，絡み、素線化の有無が検出され、「フレーム毎の要素特徴ログ」としてメモリ保存される。また、各スチールコードの代表座標はＳＣモデル保持部３０にて、ＳＣ群モデルの更新情報に使われる。そして、更新されたＳＣ群モデルの各スチールコード座標は「フレーム毎のトレースログ」としてメモリ保存される。
The SC trace / element
フレーム毎良否判定部３２は、前記「フレーム毎の要素特徴ログ」を参照し、現フレームで発生している要素特徴すなわち、スチールコードの抜け、接触、絡み、素線化の有無と、これらの特徴が何フレームに亘り継続しているのかを確認し、所定のフレーム以上”素線化”が継続している場合は「不良」とフレーム毎の良否判定ログに記録し、継続していない場合は「良品」と記録する。また、「不良」の場合には当該要素特徴の発生したフレームまで遡り、その間のログに全て「不良」と記録し直す。このようにして「フレーム毎の良否判定ログ」を更新してメモリ保存する。ここで、複数の要素特徴の有無の論理積の結果を用いて多段階の良否判定をログとして保存することもできる。
The frame pass /
最終判定部３３は、前記「フレーム毎の良否判定ログ」の全体を参照し、当該ハンドレールサンプル全体としての良否判定をし、最終判定結果として出力する。
The
コマンド入力部３５はキーボードやマウスなどの周知のコマンド入力機器で実現され、制御部３６を介して、前記画像処理部２の処理の開始や停止を制御することができる。
The
表示部３４はＰＣのディスプレイ等の周知のグラフィカルユーザインタフェースを用いることができる。カメラ７の画像と共に、最終判定部３３の出力した良否判定結果を表示部３４に表示する構成とすることができる。
The
また、本発明のハンドレール点検装置を使う保全員の注意を促すべく、最終判定部３３の出力する結果と同一の結果をコマンド入力部３５に入力することによってのみ、本発明の画像処理部２の処理を終了させられるように構成することもできる。以上、画像処理部２の構成を説明した。
［フレーム取得手段］
フレーム取得部２８は取得した動画から順次フレームを取り出して処理をする。この処理はオンライン処理、すなわち、カメラ７からフレームを受け取るたびに逐次処理をするように構成してもよいし、オフライン処理、すなわち、ハンドレール４の計測部分全体を動画ファイルとして一時的に磁気記憶装置に保存した後に読みだして処理をするように構成してもよい。オフライン処理とした方が画像処理部２に過度の負荷をかけること無く処理をすることができる。
The
[Frame acquisition means]
The
Ｘ線撮影部１またはハンドレール４が非定常速度で移動し、エンコーダ３の距離情報に基づいて、オンライン処理する場合は、フレーム取得部２７はエンコーダ３の出力に応じて、ハンドレール４が、例えば５mmから２０mmの間の所定の距離移動するたびにフレームを取得して処理をする。また、オフライン処理の場合は、エンコーダ３の出力に応じて、ハンドレール４が、例えば５mmから２０mmの間の所定の距離移動するたびにフレームを取得して、間引き動画ファイルを構成して一時的に磁気記憶装置に保存するように構成することができる。このような構成で作成された動画ファイルは一定速度で移動するハンドレールの動画となっている。フレーム取得部２８はこの動画を読み込んで、１フレームずつ取得して処理することができる。オフライン処理とするときはフレーム取得部２８に、取得した画像を動画ファイルとして保存する機能は必須ではなく、動画作成は別途動画作成ソフトウェアで行ってもよい。
When the
ここで、ハンドレール４の移動速度と、図５に示すハンドレールＸ線画像のハンドレール長手方向の視野幅と、カメラ７の動画フレームレートの関係について説明する。カメラ７のフレームレートが毎秒Ｎフレームである場合、カメラ７から出力されるフレームの時間的間隔は１／Ｎ秒である。一方、ハンドレール４の移動速度が毎秒Ｌミリメートルであると、カメラ７が１フレームを取得する間に、Ｌ／Ｎミリメートル移動している。したがって、カメラ７のシャッターが開放であることを前提にすれば、ハンドレール４の長手方向の視野長さが、Ｌ／Ｎミリメートルよりも大きければ、ハンドレール４の画像情報の全てが前記動画ファイルに含まれる。
Here, the relationship between the moving speed of the
例えば、カメラ７のフレームレートが毎秒３０フレームで、ハンドレール４の移動速度が毎秒５００ミリメートルの場合は、１フレーム取得する間の移動量は５００／３０≒１６.７ミリメートルとなる。したがって、ハンドレールＸ線画像の視野長さが１７ミリメートル以上であれば、ハンドレール４の画像情報の全てが前記動画ファイルに含まれる。
For example, when the frame rate of the
また、カメラ７にインタレース方式のカメラを用いる場合、毎秒３０枚得られる各フレームには、偶数フィールドと奇数フィールドとして、取得時刻が約１６.７ミリ秒異なる２枚の画像が含まれる。これらを分離して２画像として処理すれば、実質的に毎秒６０フレームのフレームレートで画像が得られることになる。この場合には、１フレーム取得する間の移動量は５００／６０≒８.３３３３ミリメートルとなる。したがって、図５に示すハンドレールＸ線画像のハンドレールの長手方向の大きさが８.４ミリメートル以上であれば、ハンドレール４の画像情報の全てが前記動画ファイルに含まれることになる。
［ＳＣ検出手段］
次に、ＳＣ検出部２９の説明をする。図１５はＳＣ検出手段の処理第一例を示す図であって、処理の流れを示す。フレーム取得部２８によるＸ線画像を、例えば図５に示すように、ハンドレールの長手方向に投影して投影輝度分布を作成する（Ｓ１）。投影することにより、Ｘ線撮影に伴う輝度のランダムノイズを相殺し、ゴムの厚さの違いによって該ハンドレールの場所に応じた輝度の傾向を計測することができる。Ｓ１の投影プロファイルからコントラスト補正曲線を作成する（Ｓ２）。次に、該Ｘ線画像の直交方向の輝度分布を左端から右端へ１ラインずつ、または所定のラインずつ飛ばしながら解析するために、ＨＲ直交方向ラインを長手方向左端に設定する（Ｓ３）。
Further, when an interlaced camera is used as the
[SC detection means]
Next, the
その後、ハンドレール（図１５には、ＨＲと記載）長手方向へループ処理（Ｓ４）をしてフレーム取得部２８によるＸ線画像の視野範囲内の解析をする。すなわち、設定されたラインにおいて、取得した輝度分布に対して平滑化とコントラスト補正をした輝度分布を作成し（Ｓ５）、設定されたラインのＳＣ候補セルを検出する（Ｓ６）。ＳＣ候補セルはスチールコードの部分である可能性のある画素である。Ｓ６の詳細は後記する。Ｓ４ループの第１回目のループでは、Ｓ７は処理をせずに通過するが、第２回目のループ以降は、前ループで検出されたＳＣ候補セルと現ループで検出されたＳＣ候補セルを連結する（Ｓ７）。連結の仕方は後記する。現ループで解析したラインよりも右方のラインを設定する（Ｓ８）。該Ｘ線画像の右端まで解析が終了したらＳ４ループから抜ける（Ｓ９）。
Thereafter, a loop process (S4) is performed in the longitudinal direction of the handrail (indicated as HR in FIG. 15), and the X-ray image is analyzed within the visual field range by the
Ｓ４ループで検出されたＳＣ候補セルの連結長さが所定の長さに達した場合はスチールコードとして確定し、該ＳＣ候補セルの連結物体の重心座標のうち、直交方向の座標を該フレームでの該スチールコードの代表座標とする（Ｓ１０）。Ｓ１０で、確定したスチールコード本数と、確定したスチールコードの該フレームでの直交方向座標を出力して、ＳＣ検出部２９の処理が終了する。
When the connection length of the SC candidate cell detected in the S4 loop reaches a predetermined length, it is determined as a steel code, and the coordinates in the orthogonal direction among the barycentric coordinates of the connection object of the SC candidate cell are determined in the frame. (S10). In S10, the determined number of steel codes and the orthogonal coordinates of the determined steel code in the frame are output, and the process of the
次に、Ｓ５の処理を具体的に説明する。図１６はＳＣ検出部２９の、コントラスト補正の一例を示す図である。図１６（ａ）はフレーム取得部２８の取得によるハンドレールＸ線画像の直交方向の、あるライン上の輝度分布である。図面上下方向の軸がハンドレール直交方向の座標で、図面左方向の軸が輝度である。該輝度分布はスチールコードのところで谷になり、スチールコード間で山になる。また、Ｘ線撮影に伴う輝度のランダムノイズにより、輝度分布には小さな山谷がある。さらに、図面の上端付近と下端付近は輝度が低く、山と谷のコントラストが悪い。これらに平滑化とコントラスト補正（Ｓ５）をしてスチールコードに起因する山谷を顕在化させる。
Next, the process of S5 will be specifically described. FIG. 16 is a diagram illustrating an example of contrast correction of the
図１６（ｂ）は図１６（ａ）の輝度分布に平滑化処理をしたものである。平滑化は例えば、非特許文献１に記載の周知の平滑化フィルタで実現できる。前述の通り該スチールコードに起因する山谷を消さない程度で十分に大きなサイズの平滑化フィルタを用いれば好適にランダムノイズを除去できる。
FIG. 16B shows the result of smoothing the luminance distribution of FIG. Smoothing can be realized by, for example, a known smoothing filter described in
カメラ７のレンズなどの撮像系パラメータが確定すれば、検出すべきスチールコードの画像上の画素数はほぼ決まるから平滑化フィルタの適切なサイズをあらかじめ決めることは可能である。また、ハンドレール周辺部に該当する、図面の上端付近と下端付近は輝度と山谷のコントラストが低いために補正をする。
If imaging system parameters such as the lens of the
図１６（ｃ）はＳ１による長手方向投影輝度分布である。破線３７は該長手方向投影輝度分布の極大値の包絡線である。輝度分布の一次差分を算出し、一次差分のゼロ交差付近を複数の極大値として検出した後、これら複数の極大値に接する曲線を、例えばラグランジュの多項式近似によって得ることができる。こうして得られた破線３７をｆ（ｘ）として、例えば、ＣＯＮＳＴ／ｆ（ｘ）を平滑化輝度分布（ｂ）に乗じるとコントラストが補正された輝度分布が得られる（図１６（ｄ））。ここで、ｘは直交方向の座標を表し、ＣＯＮＳＴは定数であって、画像の輝度値や輝度分布値が０から２５５までの場合には２００前後が適当な値である。ｆ（ｘ）の値となる破線３７は除算に用いられるので、不安定にならないようにあまり小さい値にならないように、例えば１０以下の数値にならないようにクリッピングすることも有効である。この場合のクリッピングとは、１０以下の数値が現われた場合は下限よりも大きい数値１１等で置き換える処理である。図１６（ｄ）は図１６（ｂ）に対してコントラスト補正をした輝度分布であって、鋭い谷が１８個あるが、これは１８本のスチールコードに対応している。このように鋭い谷にすることができると、この分布を一次差分してゼロ交差する所をＳＣ候補セルとすることができる。
FIG. 16C shows a longitudinal projection luminance distribution by S1. A
次にスチールコード（ＳＣ）候補セル検出Ｓ６とＳＣ候補セル連結Ｓ７の具体的に示す。図１７はＳＣ検出部２９の、ＳＣ候補セルの検出（Ｓ６）の一例を示す図である。図１７（ａ）は図１６（ｄ）と同じくコントラスト補正した輝度分布であり、図１７（ｂ）はこれを、直交方向に一次差分した分布である。一次差分は注目点の下方の輝度値と上方の輝度値の減算値を該注目点の値とするものであるが、該注目点から上方および下方までの距離（画素数）は予め適正に調整しておく必要がある。本発明の場合のように、検出すべきスチールコードの外径が概ね決まっている場合には、調整した距離を固定値として保持することができる。正のしきい値３８と負のしきい値３９も調整済みの適正値を固定して保持することができる。
Next, the steel code (SC) candidate cell detection S6 and the SC candidate cell concatenation S7 are specifically shown. FIG. 17 is a diagram illustrating an example of SC candidate cell detection (S6) by the
例えば、図１７（ａ）の輝度分布の谷４０に対応する部分は、図１７（ｂ）の一次差分値が負のしきい値３９から増加して正のしきい値３８に達するまでの区間４１と４２に該当する直交方向の座標区間において、図１７（ａ）の輝度分布の極小値をとる座標を求めればよい。また、谷４０の鋭さは、極大値４３と極小値４４の直交方向の距離を算出し、所定の固定値以下の場合には鋭い谷として選別することができる。このように鋭い谷として選別されたところが図１７（ａ）の輝度分布におけるＳＣ候補セルの検出位置である。
For example, the portion corresponding to the
図１８はＳＣ検出部２９の、ＳＣ候補セルの連結（Ｓ７）処理を示す図である。図１８（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、ＳＣ検出部２９の処理対象たる画像の一部である。斜線領域４５と４６は独立して存在するスチールコードで、斜線領域４７は２本のスチールコードが接している状態で、斜線領域４８は短いスチールコードである。図面縦方向の破線群４９はＳ３とＳ８で設定される輝度分布解析用のラインを明示的に表したものである。すなわち、これらのラインに沿って輝度分布を解析して谷の部分にＳＣ候補セルを定める。
FIG. 18 is a diagram illustrating the SC candidate cell concatenation (S7) process of the
図１８（ｂ）にて、斜線領域４５上にある白矩形５０はＳＣ候補セルの１つである。斜線領域４５上の他の矩形もＳＣ候補セルであるが、煩雑になるため番号を付していない。斜線領域４６と４８上の白矩形もＳＣ候補セルである。斜線領域４７では、接触により輝度分布に鋭い谷が発生しないので、ＳＣ候補セルは設定できない。ＳＣ候補セルを設定できないということは、接することなく独立して存在するスチールコードが無いことを意味する。
In FIG. 18B, a
図１８（ｃ）はＳ４処理ループの動作を明示的に示している。すなわち、輝度分布解析用ライン４９ａ，…，４９ｄと左端から右端へ処理を進め、設定済みのＳＣ候補セルを実線白矩形で、未だ設定されていないが処理完了後には設定されるＳＣ候補セルは点線表している。Ｓ７において、前ラインで設定したＳＣ候補セルと現ラインで設定したＳＣ候補セルを連結する。連結は最も距離の小さいＳＣ候補セル同士を連結する。距離とはＳＣ候補セル同士の直交方向座標の差異である。連結可能な距離の上限を定めておけば、誤った連結を防ぐことができる。
FIG. 18C explicitly shows the operation of the S4 processing loop. That is, the luminance
図１８（ｄ）の実線５１と５２と５３はＳ７でＳＣ候補セルが連結された結果を明示的に示している。これは当該フレームにおいて、独立した長いスチールコード５１と５２および、短いスチールコード５３が存在することを示す。
The
Ｓ１０ではあらかじめ長さのしきい値を決めておき、所定の長さ以上の連結結果についてスチールコードと決定し、前記しきい値未満の連結結果は除去する。フレーム取得部２８の取得によるハンドレールＸ線画像はＸ線撮影部１を設計する時点で長手方向の画像サイズが確定するので、前記長さのしきい値を決めることは可能である。
In S10, a length threshold value is determined in advance, a connection result of a predetermined length or more is determined as a steel cord, and a connection result less than the threshold value is removed. The handrail X-ray image acquired by the
以上はＨＲ処理ループＳ４で１ラインを解析するたびに平滑化とコントラスト補正をするように説明したが、図１９に示すＳＣ検出部の処理第二例の処理フローのように、２次元の画像処理として平滑化とコントラスト補正の処理を施してから（Ｓ１１）、１ラインごとの輝度分布解析をするように構成してもよい。図１９において、Ｓ１とＳ２の処理は図１５において説明した処理と同様である。Ｓ１１において、フレーム取得部２８の取得によるハンドレールＸ線画像内で２次元の平滑化フィルタをかけてＸ線撮影に伴う輝度ランダムノイズを相殺する。非特許文献１に記載の周知の２次元平滑化フィルタで平滑化は実現することができる。コントラスト補正は、Ｓ２で得たコントラスト補正曲線ｆ（ｘ）を使って、該Ｘ線画像内の画素に対して、ＣＯＮＳＴ／ｆ（ｘ）を乗じる。この際に画素値が例えば２５５などの上限を超える場合はその上限値で置き換えるなどクリッピング処理をする。以上説明した方法でＳ１１は平滑化とコントラスト補正をしたＸ線画像を作成する。
In the above description, the smoothing and the contrast correction are performed every time one line is analyzed in the HR processing loop S4. However, a two-dimensional image is processed as in the processing flow of the second processing example of the SC detection unit shown in FIG. After performing smoothing and contrast correction processing as processing (S11), the luminance distribution analysis for each line may be performed. In FIG. 19, the processing of S1 and S2 is the same as the processing described in FIG. In S <b> 11, luminance random noise associated with X-ray imaging is canceled by applying a two-dimensional smoothing filter in the handrail X-ray image acquired by the
Ｓ３とＳ４は、図１５で説明した処理と同様で該Ｘ線画像の左端から右端へ１ラインずつまたは所定のラインを飛ばしながら輝度分布解析を行う。ここで得られる輝度分布は図１５のＳ５で得られる輝度分布すなわち、図１６（ｄ）と同等である。続くＳ６乃至Ｓ１０までの処理は図１５で説明した処理フローのものと同一である。
［ＳＣモデル保持手段］
図２０はＳＣモデルと検出されたスチールコードの照合法を示す図である。次に図２０を参照して、ＳＣモデル保持部３０とＳＣトレース／要素特徴検出部３１の協調処理によって成される、ＳＣモデルと検出されたＳＣの照合法について説明する。
S3 and S4 are similar to the processing described with reference to FIG. 15, and the luminance distribution analysis is performed while skipping one line or a predetermined line from the left end to the right end of the X-ray image. The luminance distribution obtained here is equivalent to the luminance distribution obtained in S5 of FIG. 15, that is, FIG. The subsequent processing from S6 to S10 is the same as the processing flow described in FIG.
[SC model holding means]
FIG. 20 is a diagram showing a method for collating the SC model with the detected steel code. Next, referring to FIG. 20, a method of collating the SC model with the detected SC, which is performed by the cooperative processing of the SC
説明を単純化するために、ハンドレールに内蔵されるスチールコードの本数は元々５本であったとする。そうするとＳＣモデルも５本のスチールコードからなり、端から順に０１コード，０２コード，０３コード，０４コード，０５コードと命名することができる。 To simplify the description, it is assumed that the number of steel cords built in the handrail is originally five. Then, the SC model is also composed of five steel codes, and can be named 01 code, 02 code, 03 code, 04 code, 05 code in order from the end.
ここで、ＳＣ検出部２９で５本のスチールコードが検出されたとする。この場合には、無条件で、端から順に検出されたスチールコードとＳＣモデルのスチールコードを対応付ける（図２０（ａ））。すなわち、検出されたスチールコード５４、５５、５６、５７、５８はそれぞれスチールコードモデルの０１コード，０２コード，０３コード，０４コード，０５コードに対応付けられる。この処理により、検出されたスチールコードにはそれぞれ、０１から０５コードという名前が確定する。また、ＳＣモデルの各コードは位置情報（座標）をもっており、ＳＣモデルの座標は、検出されて対応付けられたスチールコードの位置を代表する重心の座標で更新される。図２０（ａ）の検出されたスチールコード中央の白丸はそれぞれの重心位置を明示的に示している。
Here, it is assumed that five steel cords are detected by the
図２０（ｂ）は検出されたスチールコードが３本の場合である。これは他の２本が欠如していたり、または互いに接触していたりすることにより独立した２本のスチールコードとして検出できない場合である。前記ＳＣモデルのスチールコードの順番が上下で入れ替わらないという拘束条件を設けると、検出されたスチールコード５９がＳＣモデルと対応付けられるのは、０１コード，０２コード，０３コードである。仮に０４コードと対応付けてしまうと、検出されたスチールコード６０と６１のいずれかが余ってしまう。同様の拘束条件により、検出されたスチールコード６０がＳＣモデルと対応付けられるのは、０２コード，０３コード，０４コードであり、検出されたスチールコード６１については、０３コード，０４コード，０５コードに対応付けられる。
FIG. 20B shows a case where three steel cords are detected. This is a case where the other two cords are missing or cannot be detected as two independent steel cords due to contact with each other. If a restriction condition is provided that the order of the steel codes of the SC model is not changed up and down, it is 01 code, 02 code, and 03 code that the detected
図２０（ｃ）の距離テーブルはこれらの条件を表にまとめたものである。左端の縦欄はＳＣモデルのコード名を表している。上端である第１行目は現フレームにおいて検出されたスチールコードで、検出された座標の小さいものから順に、左方から右方へ記入してある。この例では左方から順に検出されたスチールコード５９、６０、６１である。この時点ではどのスチールコードを見失っているのか不明であるから、検出されているスチールコードにも名前を確定することができない。距離テーブルにおいて、行と縦欄の交わる場所には、モデルの保持している座標と検出されたスチールコードの座標の差異の絶対値を記入する。アスタリスクの記入されている組合せは、上述の拘束条件からあり得ない組合せである。それ以外の場所すなわち、ｄ１１，ｄ２１，ｄ３１，ｄ２２，ｄ３２，ｄ４２，ｄ３３，ｄ４３，ｄ５３は座標差異の絶対値である。距離テーブル右端の縦欄は座標差異の最小値である最小座標差異を記入する欄である。０１コードと０５コードについては、それぞれ、ｄ１１とｄ５３の値しかないのでこれを記入する。その他の箇所については該当する行の最小値を記入する。たとえば、０２コードの行では、ｄ２１とｄ２２の小さい方を記入する。両者が等しい場合はその数値を記入する。
The distance table in FIG. 20C summarizes these conditions in a table. The column at the left end represents the SC model code name. The first line, which is the upper end, is a steel code detected in the current frame, and is written from left to right in order from the smallest detected coordinate. In this example, the
ここでは、ＳＣモデルのスチールコードが５本に対して、検出されたスチールコードが３本であるからいずれかの２本が未検出である。そこで、距離テーブル右端の縦欄の大きいものから順に２つを選択する。ここで選択された行に該当するスチールコードが未検出とみなされる。たとえば、０２コードの行と０３コードの行が選択された場合には、０２コードと０３コードが未検出となる。その結果、検出されたスチールコード５９はＳＣモデルの０１コードと対応付けられて０１コードであることが確定する。検出されたスチールコード６０はＳＣモデルの０４コードと対応付けられて０４コードであることが確定する。検出されたスチールコード６１はＳＣモデルの０５コードと対応付けられて０５コードであることが確定する。
Here, since there are three steel cords detected with respect to five steel cords of the SC model, any two of them are not detected. Therefore, two are selected in order from the largest column in the right end of the distance table. The steel code corresponding to the line selected here is regarded as undetected. For example, when the 02 code line and the 03 code line are selected, the 02 code and 03 code are not detected. As a result, the detected
以上の処理により、検出されたスチールコードの名前が確定する。一方、ＳＣモデルの０１コードの座標はスチールコード５９の持つ座標で更新され、ＳＣモデルの０４コードの座標はスチールコード６０の持つ座標で更新される。そして、ＳＣモデルの０５コードの座標はスチールコード６１の持つ座標で更新される。ＳＣモデルのスチールコード０２と０３は、０１と０４の座標の間に、それぞれ、１：２と２：１に内分される座標で更新される。
With the above processing, the name of the detected steel code is determined. On the other hand, the coordinates of the 01 code of the SC model are updated with the coordinates of the
以上説明した処理は図２１の処理の流れに従って行われる。図２１はＳＣモデル保持部３０とＳＣトレース／要素特徴検出部３１の処理の流れを示す図である。検出されたスチールコード数がハンドレールに内蔵されるスチールコードの設計上の数と等しければ、全スチールコードが検出されたとして、Ｓ２１を実行してここでの処理を終了する。Ｓ２１では、検出されたスチールコードの座標の小さいものから順に、ＳＣモデルのスチールコードのコード名の数字の小さいものに割り当てていく。ＳＣモデルのスチールコード情報とは、該当するスチールコードの座標と、その座標位置における、元の画像、すなわちフレーム取得部２８の取得によるハンドレールＸ線画像の輝度である。これは該当するスチールコード部分の輝度値である。また、その領域の両側であって、所定の距離隔たった場所の輝度を背景輝度として保持する。所定の距離とは隣接するスチールコード座標との中点である。Ｓ２１ではこれらの座標値と輝度値を更新する。
The process described above is performed according to the process flow of FIG. FIG. 21 is a diagram showing a processing flow of the SC
一方、検出されたスチールコード数が不足している場合には処理Ｐ１に進む（Ｓ２０）。処理Ｐ１では、現ＳＣモデルと検出されたスチールコードについて、図２０（ｃ）で説明した距離テーブルを作成する（Ｓ２２）。先に説明をしたように、最小座標差異に基づいて、未検出のスチールコードを特定して、検出されたスチールコードにコード名を付与する（Ｓ２３）。検出されたスチールコードの座標に基づいて、ＳＣモデルの座標を更新する（Ｓ２４）。このときは、輝度値は更新しない。 On the other hand, if the number of detected steel cords is insufficient, the process proceeds to process P1 (S20). In process P1, the distance table described with reference to FIG. 20C is created for the steel cord detected as the current SC model (S22). As described above, an undetected steel code is identified based on the minimum coordinate difference, and a code name is assigned to the detected steel code (S23). The coordinates of the SC model are updated based on the detected coordinates of the steel cord (S24). At this time, the luminance value is not updated.
以上、ＳＣモデル保持部３０とＳＣトレース／要素特徴検出部３１の協調処理によるスチールコードのトレースと、ＳＣモデルの更新について説明した。尚、ＳＣのトレースは、ＳＣトレース／要素特徴検出部３１のうち、ＳＣトレース部によって行われる。これまでの説明では、スチールコードの設計上の本数よりも多いスチールコードが検出された場合についてはなかった。これは、ＳＣ検出部２９にて平滑化処理等を十分に行って、偽のスチールコードを検出しないようにしているため、多く検出する場合は無いからである。
［要素特徴検出法］
次にＳＣトレース／要素特徴検出部３１で行われる、スチールコード劣化に係る要素特徴の検出法について説明する。ここでは、ＳＣトレース／要素特徴検出部３１のうち、要素特徴検出部によって検出が行われる。要素特徴は当該フレーム内で認められる劣化に係る外観特徴であって、スチールコードの欠如（抜け）と、スチールコード同士の接触と、素線化したスチールコードの存在がある。また、接触が隣接するスチールコードに留まらず、隣接しないスチールコード同士や、３本以上のスチールコードが接している場合には絡み特徴となる。
Heretofore, the steel code tracing and the SC model updating by the cooperative processing of the SC
[Element feature detection method]
Next, the element feature detection method related to the steel code deterioration performed by the SC trace / element
図２２はＳＣトレース／要素特徴検出部３１における要素特徴“抜け”の検出法を示す図である。図２２において、１６本の黒い横縞を有する矩形６２はハンドレールＸ線画像の概念図である。１６本の黒い横縞は独立して存在する１６本のスチールコードを表していて、これらはＳＣ検出部２９によって検出されている。破線６３で囲まれている横長の矩形はこの検出されたスチールコードを示している。また、１８本の水平線分６４はＳＣモデル保持部３０の保持するＳＣモデルのスチールコードの座標の位置を示していて、上から順に０１コード，０２コード，…，１８コードである。先に説明したＳＣモデル保持部３０とＳＣトレース／要素特徴検出部３１の協調処理により、検出されたスチールコード６３の１６本は命名済みである。この例の場合では０９コードと１０コードが未検出である。未検出スチールコードのあるべき座標は前記ＳＣモデルから知ることができ、破線６５の領域である。
FIG. 22 is a diagram showing a method for detecting an element feature “missing” in the SC trace / element
そこで、前記Ｘ線画像における破線６５の領域の最低輝度を算出して所定のしきい値よりも大きい場合にはスチールコードが欠如していると判定する。前記所定のしきい値は、前記ＳＣモデルの該当するスチールコードの輝度とこれに隣接する背景輝度の平均値を用いることができる。この例の場合はＳＣモデルの０９コードと１０コードの平均値をＳＣモデルの輝度とし、０９スチールコードと１０スチールコードの座標の中点座標における輝度をＳＣモデルの背景輝度とし、前記スチールコード輝度と前記背景輝度の平均値を前記所定の値として、スチールコードが欠如しているか否かの判定しきい値とする。前述したように前記ＳＣモデルの０１コードから１８コードまでの輝度とこれらの間の背景輝度は、全スチールコードが検出されたフレームにおいて更新されている値である。スチールコードが独立して検出されるべき場所において、スチールコードが欠如していて、かつ、輝度が高いということはスチールコードが欠如していると判断することができる。以上に説明した処理により、該フレームにおいてスチールコードの欠如を検出する。
Therefore, when the minimum luminance of the area of the
図２３はＳＣトレース／要素特徴検出部３１における要素特徴“接触”の検出法を示す図である。図２３において、１７本の黒い横縞を有する矩形６６はハンドレールＸ線画像の概念図である。破線６９の領域にあるのは接触により太い外観となったスチールコードである。他の１６本の黒い横縞は独立して存在する１６本のスチールコードを表していて、これらはＳＣ検出部２９によって検出されている。破線６７で囲まれている横長の矩形はこの検出されたスチールコードを示している。破線６９で示すような太い外観のスチールコードは、ＳＣ検出部２９の説明でしたように、輝度分布で鋭い谷が現れないので検出することができない。また、１８本の水平線分６８はＳＣモデル保持部３０の保持するＳＣモデルのスチールコードの座標の位置を示していて、上から順に０１コード，０２コード，…，１８コードである。先に説明したＳＣモデル保持部３０とＳＣトレース／要素特徴検出部３１の協調処理により、検出されたスチールコード６７の１６本は命名済みである。この例の場合では０９コードと１０コードが未検出である。未検出スチールコードのあるべき座標は前記ＳＣモデルから知ることができ、破線６９の領域である。
FIG. 23 is a diagram showing a method of detecting the element feature “contact” in the SC trace / element
そこで、前記Ｘ線画像における破線６９の領域の最低輝度を算出して所定のしきい値よりも小さい場合には複数のスチールコードが接触していると判定する。前記所定のしきい値は、先に説明したように前記ＳＣモデルの該当するスチールコードの輝度とこれに隣接する背景輝度の平均値を用いることができる。この例においてはスチールコード０９とスチールコード１０が未検出なので、これらのスチールコードが接触していると判断される。スチールコードが独立して検出されるべき場所において、スチールコードが欠如していて、かつ、輝度が低いということはスチールコード複数本が接触していると判断することができる。以上に説明した処理により、該フレームにおいてスチールコードの接触を検出する。
Therefore, the minimum luminance in the region of the
図２４はＳＣトレース／要素特徴検出部３１における要素特徴“絡み”の検出法を示す図である。図２４において、１６本の黒い横縞を有する矩形７０はハンドレールＸ線画像の概念図である。破線７３の領域にあるのは絡みにより太い外観となったスチールコードである。他の１５本の黒い横縞は独立して存在する１５本のスチールコードを表していて、これらはＳＣ検出部２９によって検出されている。破線７１で囲まれている横長の矩形はこの検出されたスチールコードを示している。破線７３で示すような太い外観のスチールコードは先の説明のようにその輝度分布に鋭い谷が現れないので検出することができない。また、１８本の水平線分７２はＳＣモデル保持部３０の保持するＳＣモデルのスチールコードの座標の位置を示していて、上から順に０１コード，０２コード，…，１８コードである。先に説明したＳＣモデル保持部３０とＳＣトレース／要素特徴検部３１の協調処理により、検出されたスチールコード７１の１５本は命名済みである。この例の場合では０８コードと０９コードと１０コードが未検出である。未検出スチールコードのあるべき座標は前記ＳＣモデルから知ることができ、破線７３の領域である。
FIG. 24 is a diagram showing a method for detecting an element feature “entanglement” in the SC trace /
そこで、前記Ｘ線画像における破線７３の領域の最低輝度を算出して所定のしきい値よりも小さい場合には複数のスチールコードが接触していると判定する。前記所定のしきい値は、先に説明したように前記ＳＣモデルの該当するスチールコードの輝度とこれに隣接する背景輝度の平均値を用いることができる。この例においてはスチールコード０８とスチールコード０９とスチールコード１０が未検出なので、これらのスチールコードが接触していると判断される。そして、この場合は３本以上のスチールコードが接触しており、したがって隣接しているスチールコード以外のスチールコードも接触しているので絡みが発生していると判断する。
Therefore, when the minimum luminance of the area of the
ところで、スチールコードの抜け，接触，絡みの有無を判定するために破線６５領域および、破線６９領域および破線７３領域の輝度を参照するために前記Ｘ線画像における当該領域の最低輝度を用いたが、その代わりに、ＳＣ検出部２９で得た平滑化された画像における当該領域の最低輝度を用いてもよい。このように構成すると、Ｘ線撮影の際の輝度のばらつきの影響を受けなくなる。
［要素特徴検出法における素線検出法］
次に、ＳＣトレース／要素特徴検出部３１に含まれる、”素線化”によって出現した素線を検出する素線検出部３１１および素線検出方法について説明する。
By the way, in order to refer to the luminance of the
[Wire detection method in element feature detection method]
Next, the
図２５は、ハンドレールＸ線画像の概念図であって、スチールコードの一部に素線化が生じている一例を示す。 FIG. 25 is a conceptual diagram of a handrail X-ray image, and shows an example in which a part of a steel cord has been turned into a strand.
図２５において、黒い矩形７４乃至７７は、正常な外径を有するスチールコードの像の典型例である。斜線を付した線状の領域７８と７９は、ここで検出すべき素線（ほつれ）の例である。素線は概ね、正常なスチールコードの外径の１／１０から１／５程度であるが、図８乃至図１２を使って撮影系に関して説明したように、Ｘ線出射口１２の大きさが有限であってゼロでないために、境界外径１４またはｔｈ外径１４ａよりも細い素線は半影のみが形成される。よって、素線７８と素線７９は正常なスチールコード７４乃至７７よりも幅が狭いだけでなく輝度も高い。また、素線自身の長手方向は、該ハンドレールの長手方向のみならず、あらゆる方向になっている可能性がある。また、通常の外径を有するスチールコードの周辺部は半影であるので、素線に近い輝度をとる。しかし、ＳＣ検出部２９が検出するスチールコードの位置は前記検出用の輝度分布の谷の部分であるから、本影に該当する部分である。よって、ＳＣ検出部２９が検出した位置における通常の外径を有するスチールコード（正常なスチールコード）の輝度は本影の輝度、すなわち図９の輝度分布２３で規定されるＢｍｉｎになる。
In FIG. 25,
ここで、正常（通常）のスチールコードと素線の作る像の輝度について論じる。先に説明したように、通常のスチールコードは暗い本影を作るが、境界外径１４より細い素線は半影のみの像となる。本影と半影の絶対的な輝度はシンチレータ６の感度によって異なり、カメラ７で撮影した画像上では該カメラの感度とゲイン調整によって変化する。そこで、図８乃至図１２で説明した撮影系の、Ｘ線管５と、シンチレータ６と、スチールコード存在位置４ａと、Ｘ線出射口１２の大きさを確定した後、カメラ７のゲインを確定する。その後、通常のスチールコードをカメラ７で撮影し、撮影されたデジタル画像において、スチールコードが作る本影の輝度値をＢminとする。１画素の輝度が０〜２５５に量子化される場合にあっては、Ｂｍｉｎは８０以下になるように調整することが望ましく、本影でも半影でも無い領域、すなわち、背景である領域２１の部分の輝度Ｂｂａｋは１６０以上に調整することが望ましい。
Here, the brightness of the image formed by the normal (ordinary) steel cord and the strand is discussed. As described above, a normal steel cord forms a dark main shadow, but a strand thinner than the boundary
次に境界外径１４またはｔｈ外径（しきい値外径）１４ａの物体が作る像をカメラ７で撮影し、撮影されたデジタル画像において、境界外径１４またはｔｈ外径１４ａが作る半影の中の最低輝度をＢｔｈとする。
Next, an image formed by the object having the boundary
ここで、正常（通常）のスチールコードと素線の外径の境界となる外径を有する境界外径スチールコードの外径について論じる。スチールコードや素線の画像上での外径を論じる場合には、デジタル画像としてとらえた時の画素数で論じるのが便宜である。図１１若しくは図１２で説明した構成により、Ｘ線管５と、シンチレータ６と、スチールコード存在位置４ａと、Ｘ線出射口１２の大きさと、境界外径１４若しくはｔｈ外径１４ａのスチールコードから輝度分布２７若しくは２７αを作図する。境界外径１４よりもｔｈ外径１４ａを用いる方が好ましいので、以後、ｔｈ境界外径１４ａを用いた場合で、図１２に基づいて説明する。輝度分布２７αについて、最低輝度値Ｂｔｈから背景（本影でも半影でもない領域すなわち領域２１）輝度値Ｂｂａｋまでの遷移区間の曲線は該区間両端を直線で結んでもよい。そして、輝度分布２７αのＢｔｈとＢｂａｋの中間値Ｂｍｄｌ（例えば、Ｂｍｄｌ＝（Ｂｔｈ＋Ｂｂａｋ）／２）を輝度分布２７αが横切るときの場所２７ａと２７ｂの差から境界幅Ｗｔｈを定める。境界幅Ｗthに基づき定める所定の幅は元々、１／１０ｍｍから数ｍｍの範囲であるが、カメラ７に撮影した場合の１画素当たりの画素の大きさで除して、画素数とすることができる。今後境界幅Ｗｔｈとはｔｈ外径１４ａに基づいて定めた画素数とする。
Here, the outer diameter of the boundary outer diameter steel cord having an outer diameter that becomes a boundary between the normal (normal) steel cord and the outer diameter of the strand will be discussed. When discussing the outer diameter of a steel code or wire on an image, it is convenient to discuss the number of pixels when viewed as a digital image. 11 or 12, the
以上を踏まえて、素線７８および素線７９に代表される素線を検出するための処理フローを図１に示す。図１において、フレーム取得部２８によって得られたＸ線画像の画面全体に平滑化処理をする（Ｓ３０）。これはX線画像の特徴であるランダムな輝度変化雑音を除去するためである。該平滑化処理は、たとえば３×３画素の平滑化フィルタで達成することができる。これは注目画素の縦横および斜めに隣接する近傍８画素の平均値を、当該注目画素の輝度として置き換えることで達成される。この平滑化は非特許文献１に示すような周知の平滑化フィルタで実現することもできる。平滑化後の画像に対してＳ３２の処理ループを実行するために、画像処理部２は、画像左上に、画素値をアクセスするためのポインタ（走査開始点）を設定する（Ｓ３１）。注目画素の輝度値（画素値）がｔｈ外径１４ａのスチールコードが形成する半影輝度値下限であるＢｔｈと比較し、Ｂｔｈを超えていれば後記の線分検出処理Ｓ３５をする（Ｓ３４）。先に説明したように、検出すべき素線の形成する半影の輝度はＢｔｈを超えるからである。尚、境界外径１４を用いる場合は、Ｂｔｈの値としてＢｔｈ＿Ｄａｓｈを用いればよい。線分検出処理Ｓ３５により該画像の処理範囲を終了したか否かを判定し、終了した場合（真）には処理ループＳ３２から抜ける（Ｓ３６）。終了していない場合は画素ポインタを更新し（Ｓ３７）、最終的に該画像の処理範囲について線分検出処理Ｓ３５をする。後記の線分検出処理Ｓ３５では、たとえば７×７画素などの所定の大きさの処理カーネルを使用するが、Ｓ３５の処理の際に前記処理カーネルが当該処理範囲をはみ出さないことに留意する。たとえば、当該画像の大きさが横６４０画素、縦４８０画素で、当該処理範囲が全面であるときは、７×７画素カーネルによる処理は、横方向は４画素目から６３７画素目まで前記画素ポインタを更新する（Ｓ３６、Ｓ３７）。また、縦方向は４画素（列）目から４７７画素（列）目まで前記画素ポインタを更新する（Ｓ３６、Ｓ３７）。次に、処理ループＳ３２の処理結果に対して、後記の線分分析処理Ｓ３３を実行して素線を検出する。
Based on the above, FIG. 1 shows a processing flow for detecting a strand represented by the
線分検出処理Ｓ３５は、半影輝度値下限Ｂｔｈ以上で境界幅Ｗｔｈの基準となる中間輝度値Ｂｍｄｌ以下のあらゆる方向の線分を検出する処理である。あらゆる方向とは８近傍方向すなわち画面に対して水平方向、左上斜め４５°方向、右上斜め４５°方向、垂直方向でもよいし、これよりも細かい方向のピッチでもよい。８近傍方向の場合は、たとえば図２に示す、線分検出フィルタａ１、ａ２、ａ３、ａ４を順次かけて所定の条件に適合する画素をピックアップし、線分集計画像８０（後記）に結果を集計する。線分集計画像８０の全画素は線分検出処理ｓ３５に先立ってゼロクリアされているとする。ここでは７×７画素のフィルタであるが、境界幅Ｗｔｈに適合させて、３×３画素、５×５画素、９×９画素等を選択することができる。たとえば線分検出フィルタａ１はｂ１に示すような水平方向に延びる半影を検出するもので、注目画素に線分検出フィルタａ１の基準画素ｍ１を合わせる。すなわち、基準画素ｍ１の輝度は注目画素の輝度値となる。ここで、ｒｅｆ１１とｒｅｆ１２に該当する画素、ここでは注目画素の上下３画素目の輝度値を参照し、これら参照画素の輝度が基準画素ｍ１よりも高い輝度であれば、当該注目画素の位置に水平方向に延びる半影ｂ１が存在するとみなす。そして、線分集計画像８０の所定の画素値を例えば２５５にするなどして識別できるようにする。
The line segment detection process S35 is a process for detecting a line segment in any direction that is equal to or larger than the penumbra luminance value lower limit Bth and equal to or smaller than the intermediate luminance value Bmdl serving as a reference for the boundary width Wth. The all directions may be eight neighboring directions, that is, a horizontal direction with respect to the screen, an upper
同様に、線分検出フィルタａ２の基準画素ｍ２を注目画素に合わせてｒｅｆ２１とｒｅｆ２２に該当する画素値と比較して、これらよりも注目画素値の輝度が低ければ、当該注目画素の位置に左上斜め４５°方向に延びる半影ｂ２が存在するとみなす。そして、線分集計画像８０の所定の画素値を例えば２５５にするなどして識別できるようにする。 Similarly, the reference pixel m2 of the line segment detection filter a2 is matched with the pixel of interest and compared with the pixel values corresponding to ref21 and ref22. If the luminance of the pixel value of interest is lower than these, the upper left is located at the position of the pixel of interest. It is assumed that there is a penumbra b2 extending in an oblique 45 ° direction. Then, the predetermined pixel value of the line segment total image 80 is set to 255, for example, so that it can be identified.
同様に、線分検出フィルタａ３の基準画素ｍ３を注目画素に合わせてｒｅｆ３１とｒｅｆ３２に該当する画素値と比較して、これらよりも注目画素値の輝度が低ければ、当該注目画素の位置に右上斜め４５°方向に延びる半影ｂ３が存在するとみなす。そして、線分集計画像８０の所定の画素値を例えば２５５にするなどして識別できるようにする。 Similarly, the reference pixel m3 of the line segment detection filter a3 is aligned with the target pixel and compared with the pixel values corresponding to ref31 and ref32. If the brightness of the target pixel value is lower than these, the position of the target pixel is It is assumed that there is a penumbra b3 extending in an oblique 45 ° direction. Then, the predetermined pixel value of the line segment total image 80 is set to 255, for example, so that it can be identified.
同様に、線分検出フィルタａ４の基準画素ｍ４を注目画素に合わせてｒｅｆ４１とｒｅｆ４２に該当する画素値と比較して、これらよりも注目画素値の輝度が低ければ、当該注目画素の位置に垂直方向に延びる半影ｂ４が存在するとみなす。そして、線分集計画像８０の所定の画素値を例えば２５５にするなどして識別できるようにする。各基準画素の輝度値がｒｅｆ１１等の参照画素よりも低いことを条件としたのは、半影は背景よりも暗いからである。この条件は通常のスチールコードの本影上でも起こりえるが、輝度Ｂｔｈを超える輝度をもつ画素のみを選択する処理（Ｓ３４）をした後なので、本影を誤検出することは抑制されている。また、正常なスチールコードの半影上では輝度Ｂｔｈを超える輝度をもつ画素もあり得るが、これらは注目画素の両側がより高輝度であるという、線分フィルタａ１乃至ａ４の条件に合わないので誤検出は抑制されている。以上の処理によって、線分集計画像８０に二値画像として素線の半影候補が集計される。 Similarly, the reference pixel m4 of the line segment detection filter a4 is matched with the pixel of interest and compared with the pixel values corresponding to ref41 and ref42. If the luminance of the pixel value of interest is lower than these, it is perpendicular to the position of the pixel of interest. It is assumed that there is a penumbra b4 extending in the direction. Then, the predetermined pixel value of the line segment total image 80 is set to 255, for example, so that it can be identified. The reason that the luminance value of each standard pixel is lower than that of the reference pixel such as ref11 is that the penumbra is darker than the background. Although this condition can occur even on the main shadow of a normal steel code, since the process of selecting only pixels having luminance exceeding the luminance Bth (S34) is performed, erroneous detection of the main shadow is suppressed. In addition, there may be pixels having luminance exceeding the luminance Bth on the normal steel code penumbra, but these do not meet the condition of the line segment filters a1 to a4 that both sides of the target pixel have higher luminance. False detection is suppressed. Through the above processing, the line penumbra candidates are aggregated in the line segment aggregate image 80 as a binary image.
図３は線分集計画像の例を示す図であって、図３（ａ）がX線画像の例である。図３（ｂ）はこの概念図であって、素線８１乃至８５の現われている例である。図３（ｃ）は、処理ループＳ３２により集計された線分集計画像８０である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a line segment total image, and FIG. 3A is an example of an X-ray image. FIG. 3B is a conceptual diagram showing an example in which the
ここで、線分集計画像８０は二値画像であるので、線分分析処理Ｓ３３において、孤立点を除去したりラベリング処理の後、所定の画素に満たない線分を除外したりすることにより、前段で除外しきれなかった誤報や、無視してよい程の些細な素線を除去することができる。 Here, since the line segment total image 80 is a binary image, in the line segment analysis process S33, by removing the isolated points or after the labeling process, the line segments less than the predetermined pixel are excluded. It is possible to remove false alarms that could not be excluded in the previous stage and trivial strands that can be ignored.
さらに、線分分析処理Ｓ３３では、以上の処理で得た検出線分に係る画素またはラベルがある場合に、当該画像（動画の中の当該フレーム）に”素線化”による素線が発生していると判定する。ところで、図２に示す線分検出フィルタは、線分検出フィルタの例示であって、非特許文献２に記載の周知のエッジ検出フィルタを用いることもできる。
Further, in the line segment analysis processing S33, when there is a pixel or label relating to the detection line segment obtained by the above processing, a strand due to “stranding” occurs in the image (the frame in the moving image). It is determined that Incidentally, the line segment detection filter shown in FIG. 2 is an example of the line segment detection filter, and the well-known edge detection filter described in
以上に説明した処理により、該フレームにおいてスチールコードの抜け、接触、絡み、素線化を検出する。そして、フレーム処理をするたびに該フレームにおいて、抜けまたは、接触、絡みまたは素線化という要素特徴の有無を、その特徴別に履歴として保持更新する。この要素特徴履歴を「フレーム毎の要素特徴ログ」とよび、これはＳＣトレース／要素特徴検出部３１の出力である。また、先に説明のＳＣモデルの各スチールコードの座標の更新履歴をフレーム毎に更新保持することもできる。このＳＣモデルの各スチールコードの座標の更新履歴を「フレーム毎のトレースログ」とよび、これもＳＣトレース／要素特徴検出部３１の出力である。
［フレーム毎良否判定手段］
図２６はフレーム毎良否判定部３２における良否判定条件の例を示す図である。フレーム毎良否判定部３２は、「フレーム毎の要素特徴ログ」を参照して、各フレームにおける点検対象たるハンドレールに内蔵のスチールコードの良否の判定をし、これらの良否判定フレーム毎の履歴を更新保持する。このフレーム毎履歴を「フレーム毎の良否判定ログ」とよび、これはフレーム毎良否判定部３２の出力である。
Through the processing described above, the steel cord is detected to be disconnected, touched, entangled, or stranded in the frame. Each time frame processing is performed, the presence or absence of element features such as missing, contact, entanglement, or stranding in the frame is retained and updated as a history for each feature. This element feature history is called an “element feature log for each frame”, which is an output of the SC trace /
[Failure judgment means for each frame]
FIG. 26 is a diagram showing an example of pass / fail judgment conditions in the pass /
スチールコードの良否の判定は、”素線化”（ほつれ）という要素特徴がスチールコードの長手方向に継続する長さを指標として行う。例えば、”素線化”の長手方向のしきい値としてＳｔｈという所定の自然数を定めてこのしきい値以上に継続する場合には劣化（あるいは不良）と判定し、その判定を該フレームの「フレーム毎の良否判定ログ」に保持する。また、劣化（あるいは不良）の場合には当該要素特徴である”素線化”の発生したフレームまで遡り、その間のログに全て劣化（あるいは不良）と記録し直す。このようにして「フレーム毎の良否判定ログ」を更新してメモリ保存する。また、劣化（あるいは不良）に該当しない場合（継続しない場合）は、該フレームの「フレーム毎の良否判定ログ」に良品と記録する。 Whether the steel cord is good or bad is determined by using as an index the length that the element feature of “stranding” (fraying) continues in the longitudinal direction of the steel cord. For example, when a predetermined natural number of Sth is set as a longitudinal threshold value of “stranding” and continues beyond this threshold value, it is determined as deterioration (or failure), and the determination is made as “ It is stored in the “good / bad determination log for each frame”. Further, in the case of deterioration (or failure), the process goes back to the frame where the element feature “stranding” has occurred, and records all deterioration (or failure) in the log in the meantime. In this manner, the “good / bad determination log for each frame” is updated and stored in the memory. In addition, when it does not correspond to deterioration (or failure) (when it does not continue), it is recorded as a non-defective product in the “quality determination log for each frame” of the frame.
この判定は例えば図２６に示すように実施することができる。図２６において、品質ランクは正常と劣化（あるいは不良）の二段階とする。右縦欄は判定条件で、フレーム毎良否判定部３２で判定されて、「フレーム毎の良否判定ログ」として出力される。ここでは正常と劣化（あるいは不良）の二段階評価としたが、”素線化”発生のフレームの継続するフレーム数に応じて劣化を段階的に評価することも可能である。
This determination can be performed, for example, as shown in FIG. In FIG. 26, the quality rank has two levels: normal and degraded (or defective). The right vertical column is a determination condition, which is determined by the frame-by-frame
以上、正常と劣化（あるいは不良）または、段階的な評価処理について説明したが、劣化判定したときは、ハンドレールの交換が必要であることを表示部３４で通知して保全作業員にハンドレールの交換を行わせるようにしてもよい。図２６ではＳｔｈという所定の長さをフレームで表現したが、該当するミリメートルで表現することも可能である。
［最終判定手段］
次に最終判定部３３の処理を説明する。最終判定部３３は前記「フレーム毎の良否判定ログ」を参照して、点検対象たるハンドレール単体としての品質判定を下す処理をする。例えば、前記「フレーム毎の良否判定ログ」に劣化の判定箇所が皆無であれば、当該ハンドレールは単体として良品判定とすることができる。また、前記「フレーム毎の良否判定ログ」中に所定のフレーム数以上劣化判定の箇所があれば、当該ハンドレールは単体として劣化判定とすることができる。また、より簡単な最終判定部３３の実現例として、前記「フレーム毎の良否判定ログ」に記録されている最も悪い品質判定の結果を、当該ハンドレールの単体としての評価とすることができる。以上、最終判定部３３の処理を説明した。
［画像処理手段の処理の流れ］
図３３は本発明の乗客コンベアのハンドレール点検装置の画像処理手段の処理のフローを示す図である。
The normal and deteriorated (or defective) or stepwise evaluation process has been described above. When the deterioration is determined, the
[Final decision means]
Next, the process of the
[Processing flow of image processing means]
FIG. 33 is a diagram showing a processing flow of the image processing means of the handrail inspection device for passenger conveyor of the present invention.
図３３を参照して、乗客コンベアのハンドレール点検装置の画像処理手段の処理のフローを説明する。新規にハンドレールの画像を処理するに先だって、処理に用いるメモリとパラメータの初期化を行う（Ｓ５０）。メモリ初期化とは例えば、「フレーム毎の要素特徴ログ」や、「フレーム毎のトレースログ」や、「フレーム毎の良否判定ログ」の初期化がある。 With reference to FIG. 33, the processing flow of the image processing means of the handrail inspection device for the passenger conveyor will be described. Prior to processing a new handrail image, the memory and parameters used for processing are initialized (S50). Memory initialization includes initialization of “element feature log for each frame”, “trace log for each frame”, and “good / bad determination log for each frame”, for example.
フレーム処理ループＳ５１は、ハンドレールの品質評価に必要な動画処理を完了するまでループ処理をし、処理すべき全フレームが完了するとこのループから抜けてＳ５８の処理へ進む（Ｓ５２）。フレーム終了判定処理Ｓ５２およびフレーム取得処理Ｓ５３はフレーム取得部２８で実施される。次に、ＳＣ検出部２９にてＳＣ検出処理Ｓ５４が実施される。そして、ＳＣモデル保持部３０とＳＣトレース／要素特徴検出部３１の協調によりＳＣトレースおよび要素特徴検出処理Ｓ５５が実施され、同時にＳＣモデル保持部３０に保持されているＳＣモデルについて、ＳＣモデル更新処理Ｓ５６がなされる。次いで、該フレームに関して、フレーム毎良否判定処理Ｓ５７をし、「フレーム毎の良否判定ログ」を更新する。この処理はフレーム毎良否判定部３２で実施される。
The frame processing loop S51 performs the loop processing until the moving image processing necessary for handrail quality evaluation is completed. When all the frames to be processed are completed, the process leaves the loop and proceeds to the processing of S58 (S52). The frame acquisition determination process S52 and the frame acquisition process S53 are performed by the
必要なフレームすべてについて上記の処理を完了した後は、ハンドレール品質最終判定処理Ｓ５８を、最終判定部３３で実施する。この際に、最終判定結果を磁気媒体に保存したり、ネットワークを介して品質管理サーバ等に送信したりすることができる。以上の処理をもって、ハンドレールの品質評価の自動判定が実現される。
［抜け等の発生部分のみで素線検出する例］
素線検出部３１１における、素線検出処理フロー（図１）の処理は、動画像の全フレームについて実施することが可能である。しかし、ＳＣトレース／要素特徴検出部３１で検出した要素特徴であって、“素線化”以外の特徴、すなわち“接触”や“抜け”や“絡み”の特徴の有無と連動させて実施させることもできる。これは、“接触”や“抜け”や“絡み”の特徴を発生しているフレームにおいて“素線化”が起きやすいからである。このように、動画像において処理するフレームを限定することで動画全体としての処理量を削減し、処理の高速化に資することができる。
［輝度しきい値Ｂｔｈを非固定とする方式の例］
先に、素線の条件たる半影か、正常スチールコードの条件たる本影を有する像であるかを識別する輝度しきい値Ｂｔｈの定め方を説明した。本影と半影の輝度値は、電流に関連する線量、電圧に関連する波長など、Ｘ線源の出力に応じて変化し、また、使用するシンチレータの種類やカメラのゲイン調整によっても変化する。そこで、前記の例では、Ｘ線源の出力とシンチレータの種類とカメラゲインの値を設定した後に、図８〜図１３に示すような作図によって求めることを示した。しかし、スチールコードを覆うゴムの厚さが場所ごとに大きく異なる場合には、このように固定した輝度しきい値Ｂｔｈでは不十分な場合もある。
After the above processing is completed for all necessary frames, the
[Example of detecting the wire only in the part where the missing part occurs]
The processing of the strand detection processing flow (FIG. 1) in the
[Example of method in which luminance threshold Bth is not fixed]
The method of determining the luminance threshold value Bth for identifying whether the image is a penumbra that is a condition of the strand or an image having a main shadow that is a condition of the normal steel code has been described. The luminance values of the main shadow and penumbra change according to the output of the X-ray source, such as the dose related to the current and the wavelength related to the voltage, and also change depending on the type of scintillator used and the gain adjustment of the camera. . Therefore, in the above example, after setting the output of the X-ray source, the type of the scintillator, and the value of the camera gain, it is obtained by drawing as shown in FIGS. However, when the thickness of the rubber covering the steel cord varies greatly from place to place, the fixed luminance threshold Bth may not be sufficient.
そこで、上記作図によってＢｔｈを定めた時に、これと背景輝度Ｂｂａｋとの比である、ＫｔｈＢ＝Ｂｔｈ／Ｂｂａｋを求めておく。ＫｔｈＢは０より大で、１より小の有理数となる。そして、ＳＣトレース／要素特徴検出部３１で独立して存在するスチールコードの位置を確定した際に、該スチールコード間の画像の輝度を計測し、これを背景輝度Ｂｂａｋとみなすことができる。このとき、数フレーム分の該当する位置の平均値をとって、背景輝度Ｂｂａｋとすればランダムノイズの影響を相殺することができる。そうすると、みなし背景輝度Ｂｂａｋを用いて、Ｂｔｈ＝ＫｔｈＢ×Ｂｂａｋのように、輝度しきい値Ｂｔｈをゴム厚等の状況の変化に合わせて自動調整することができる。
Therefore, when Bth is determined by the above drawing, KthB = Bth / Bbak, which is the ratio of this to the background luminance Bbak, is obtained. KthB is a rational number greater than 0 and less than 1. Then, when the position of the steel code that exists independently is determined by the SC trace / element
一方、上記作図によってＢｔｈを定めた時に、本影輝度Ｂｍｉｎとの比である、ＫｔｈＭ＝Ｂｍｉｎ／Ｂｔｈを求めておくこともできる。ＫｔｈＭは０より大で、１より小の有理数となる。そして、ＳＣトレース／要素特徴検出部３１で独立して存在するスチールコードの位置を確定した際に、該スチールコード部の画像の輝度を計測し、これを本影輝度Ｂｍｉｎとみなす。先に説明したように、ＳＣ検出部２９で検出されるスチールコードの位置は輝度分布の谷部なので、該スチールコードの位置の画像輝度は、本影輝度Ｂｍｉｎとみなすことができる。このとき、数フレーム分の該当する位置の平均値をとって、本影輝度Ｂｍｉｎとすればランダムノイズの影響を相殺することができる。そうすると、みなし本影輝度Ｂｍｉｎを用いて、Ｂｔｈ＝Ｂｍｉｎ／ＫｔｈＭのように、輝度しきい値Ｂｔｈをゴム厚等の状況の変化に合わせて自動調整することができる。
On the other hand, when Bth is determined by the above drawing, KthM = Bmin / Bth, which is a ratio with the main shadow luminance Bmin, can also be obtained. KthM is a rational number greater than 0 and less than 1. Then, when the position of the steel code that exists independently is determined by the SC trace / element
以上のＢｂａｋとＢｍｉｎの計測について、図２７を使って説明する。図２７は輝度しきい値Ｂｔｈが非固定の場合の輝度測定法を説明する図であって、正常なスチールコード６本が存在する、Ｘ線画像の概念図である。その他の図と異なって、本影と半影を顕在化して示している。各スチールコード像の中央部には本影８７乃至９２が存在し、それらの周囲には斜線を付した半影９３乃至９８が存在する。画面のおよそ上半分の点描を付した領域８６は、スチールコードを包むゴムが厚いために全体として暗く撮影されている領域である。領域８６とこれ以外の領域で輝度差が大きい場合には輝度しきい値Ｂｔｈを一律に固定値とするのは不適切な場合もある。
The above measurement of Bbak and Bmin will be described with reference to FIG. FIG. 27 is a diagram for explaining a luminance measurement method when the luminance threshold value Bth is not fixed, and is a conceptual diagram of an X-ray image in which six normal steel cords exist. Unlike the other figures, the main shadow and penumbra are shown clearly. There are
そこで、各スチールコードの近傍においては、本影８７乃至９２の輝度値を計測してＢｍｉｎとし、本影でも半影でもない領域の輝度を選択して背景輝度Ｂｂａkとする必要がある。前述の通りＳＣ検出部２９で検出されるスチールコードの位置は輝度分布の谷部なので、該スチールコードの位置は本影８７乃至９２の範囲である。したがって検出されたスチールコードの位置で輝度測定をすることで本影輝度が得られる。一方、背景輝度は検出されたスチールコード間の中点位置の輝度を当てる。スチールコード同士が接近している場合には、隣接スチールコードの半影同士が重なって、背景輝度が得られない場合もある。したがって、隣接スチールコードの半影同士が重なるほど接近している場合には背景輝度の計測を停止して、これ以前に得た背景輝度値を適用することが必要である。以上説明した方法により、ゴム厚により輝度に変動があっても適切なしきい値輝度Ｂｔｈと背景輝度Ｂｂａkを得ることができる。画像全体において、検出されたスチールコードを中心としてその周辺に該当領域を設けて、この領域内においては該スチールコード位置を基準にして得たＢｔｈとＢｂａkを適用することとすればよい。
Therefore, in the vicinity of each steel code, it is necessary to measure the luminance value of the
すなわち、素線化による半影の判定基準となる輝度範囲を、投影画像の背景の輝度の変化或いは本影の輝度の変化を配慮して、投影画像の背景の輝度或いは本影の輝度をパラメータとして可変に設定してもよい。 In other words, the luminance range that is the criterion for penumbra detection by making a line is set with the background luminance of the projected image or the luminance of the main shadow as a parameter in consideration of the change in the luminance of the background of the projected image or the luminance of the main shadow. May be variably set.
また、半影９５と半影９６の間には、領域８６の境界があり、本影８９と本影９０に係るスチールコード間の背景輝度は領域８６とこれ以外の領域の背景輝度が平均化される場合もあり得るが、スチールコード全体としては極狭い領域であるので問題にならない。
［スチールコードのトレースを省略した実施例］
以上の実施例（実施例１）は、ハンドレール内蔵のスチールコードに発生し得る、“接触”や、“抜け”や、“絡み”や、“素線化”全てを検出して良否判定することを前提に説明をした。しかし、“素線化”特徴のみからスチールコード（乗客コンベア）の良否判定をする場合には、図２８に示す実施例２の画像処理を実行すると、より簡易に良否判定の実施することができる。図２８は、実施例２に係る乗客コンベアのハンドレール点検装置の画像処理部である。本実施例の画像処理部２は、フレーム取得手段２８と、素線検出部３１１とフレーム毎良否判定部３２と、最終判定部３３と、表示部３４と、コマンド入力部３５と、制御部３６によって構成される。
Further, there is a boundary of a
[Example in which steel code tracing is omitted]
In the above embodiment (embodiment 1), it is judged whether it is good or bad by detecting all of “contact”, “disconnection”, “entanglement”, and “stretching” that can occur in a steel cord with a built-in handrail. I explained it on the assumption. However, when the quality determination of the steel cord (passenger conveyor) is performed only from the “stranding” feature, the quality determination can be performed more easily by executing the image processing of the second embodiment shown in FIG. . FIG. 28 is an image processing unit of the handrail inspection device for a passenger conveyor according to the second embodiment. The
本実施例では、Ｘ線撮影に係る動画の全フレームについて、フレーム取得部２８で取得し、これに対して、素線検出部３１１において、図１を用いて説明した素線検出フローを実施する。これにより、フレーム毎に“素線化”の有無を判定して、「フレーム毎の要素特徴ログ」を出力する。このログはフレーム毎の“素線化”の有無が記録されている。フレーム毎良否判定部３２と、最終判定部３３と、表示部３４と、コマンド入力部３５と、制御部３６は図１４を用いて説明した第一実施例のものと同様である。
［双方向トレース方法］
図１４のＳＣ検出部２９は、フレーム毎にＳＣ検出ログテーブルを保持することができ、ＳＣモデル保持部３０は、フレーム毎にＳＣモデルログテーブルを保持する構成をとることができる。
In the present embodiment, all frames of a moving image related to X-ray imaging are acquired by the
[Bidirectional trace method]
14 can hold the SC detection log table for each frame, and the SC
ＳＣ群モデルは、スチールコードのトレースのため既述したように検出されたスチールコード（SC）との照合に用いられるが、ＳＣモデル群は、直前のフレームにおける検出されたＳＣデータ群（ＳＣモデルログテーブル）により更新される。これは、スチールコードのトレースの直近のデータを用いることで精度を高めるためである。図２９は、ＳＣ検出ログテーブルとＳＣモデルログテーブルの例であって、ここでは説明の煩雑を避けるために、スチールコードは９本として設計された場合として示す。 The SC group model is used for collation with the detected steel code (SC) as described above for tracing the steel code. The SC model group is the SC data group (SC model) detected in the immediately preceding frame. Updated by log table). This is to improve accuracy by using the latest data of the steel code trace. FIG. 29 shows an example of the SC detection log table and the SC model log table. Here, in order to avoid the explanation complexity, a case where nine steel cords are designed is shown.
例えば、図２９（ａ）は、第１２０フレーム目におけるＳＣモデルログテーブルである。フレーム番号１２０はログが該当するフレームが１２０であることを示し、モデルコード欄の０１乃至０９の番号はモデルコードに命名された番号を示している。他方、図２９（ｂ）は次フレームに当たる、第１２１フレーム目におけるＳＣ検出ログテーブルである。フレーム番号１２１はログが該当するフレームが１２１であることを示し、検出コードは、検出された座標の小さい順に並べられている。検出コード欄の“Ｄ”はスチールコードが検出されたことを示す。同欄の１乃至９の番号は座標に基づいて並べた順番であって、検出されたコードの命名番号ではない。この場合は設計上のすべてのスチールコードが検出されているので、図２０（ａ）を用いて説明したように検出されたスチールコードの座標の小さい順に０１乃至０９に命名され、検出された座標で、次フレームに当たる第１２１フレーム目のＳＣモデルログテーブルとなる。これを図２９（ｃ）に示す。
For example, FIG. 29A shows an SC model log table in the 120th frame. The
図３０はＳＣ検出ログテーブルとＳＣモデルログテーブルのもう一つの例であって、ここでは煩雑を避けるために、スチールコードは９本として設計された場合として示す。例えば、図３０（ａ）は、第１２０フレーム目におけるＳＣモデルログテーブルである。フレーム番号１２０はログが該当するフレームが１２０であることを示し、モデルコード欄の０１乃至０９の番号はモデルコードに命名された番号を示している。他方、図３０（ｂ）は次フレームに当たる、第１２１フレーム目におけるＳＣ検出ログテーブルである。フレーム番号１２１はログが該当するフレームが１２１であることを示し、検出コードは、検出された座標の小さい順に並べられている。検出コード欄の“Ｄ”はスチールコードが検出されたことを示す。この場合は７本のスチールコードのみが検出されている。図２０（ｂ）を用いて説明した処理により、例えば０６コードと０７コードが未検出であると決定された場合には、０１乃至０５コードと０８コードと０９コードは１２１フレームにおけるスチールコードの検出座標で更新される。そして未検出の０６コードと０７コードは、検出済みの０５コードの座標と０８コードの座標を線形に補間して、０６コードと０７コードの座標が更新される。以上の動作にして、スチールコードに未検出のものがあっても、スチールコードモデルは更新される。
FIG. 30 shows another example of the SC detection log table and the SC model log table. Here, in order to avoid complication, a case where nine steel cords are designed is shown. For example, FIG. 30A is an SC model log table in the 120th frame. The
しかし、未検出のスチールコード本数が多かったり、未検出スチールコードのあるフレームが長く続いたりするとＳＣモデルの更新が不正確になるという問題がある。具体的には、順方向におけるトレース過程において、スチールコードの絡みなどでスチールコードの検出不能領域が続くと、その検出不能領域からある範囲（所定フレーム数）の長さまでを未検出領域としてみなす場合があるが、実際には、逆方向からトレースしてみると、前記みなし未検出領域よりもスチールコード検出可能領域が長い場合もあり得る。このような過度のみなし未検出領域を設定する不具合を解消するために、本実施例では、スチールコードをフレーム順と、フレーム逆順に双方向トレースする構成をとることも提案する。なお、双方向トレースの採用の有無は、任意である。 However, there is a problem that the update of the SC model becomes inaccurate if the number of undetected steal codes is large or a frame with undetected steal codes continues for a long time. Specifically, when the undetectable area of the steel code continues due to the entanglement of the steel code in the trace process in the forward direction, the range from the undetectable area to the length of a certain range (predetermined number of frames) is considered as an undetected area However, in reality, when tracing from the reverse direction, the steel code detectable area may be longer than the deemed undetected area. In order to solve such a problem of setting an undetected area that is not excessive, this embodiment also proposes a configuration in which the steel code is bidirectionally traced in the frame order and the frame reverse order. The use of bidirectional trace is optional.
図３１は、双方向トレースを実現する方法を示す図であって、ＳＣ検出部２９と、ＳＣモデル保持部３０と、ＳＣトレース／要素特徴検出部３２で構成されるトレース方法およびトレース装置である。
FIG. 31 is a diagram illustrating a method for realizing bidirectional tracing, and is a tracing method and a tracing apparatus configured by an
ＳＣ検出部２９は、図２９と図３０で説明したＳＣ検出ログテーブル９９を有し、フレーム毎に検出されたスチールコードの座標を保持する。
The
ＳＣモデル保持部３０は図２９と図３０で説明したＳＣモデルログテーブル順方向１００と、ＳＣモデルログテーブル逆方向１０１を有し、図２０で説明したように順次スチールコードモデルを更新して、命名されたコードと共に位置座標のログを、ＳＣモデルログテーブル順方向１００に保持する。
The SC
ＳＣトレース／要素特徴検出部３２はインパーフェクトカウンタ１０２と、インパーフェクトカウンタログテーブル１０３を有し、ＳＣ検出部２９から検出されたスチールコードの座標を受け取る際に、検出されたスチールコードの本数が設計上の本数に満たない場合はインパーフェクトカウンタ１０２をカウントアップし、検出されたスチールコードの本数が設計上の本数と一致する場合にリセットする。
The SC trace / element
このような動作にして、インパーフェクトカウンタ１０２には、未検出スチールコードを有するフレームが何フレーム続いているかを知ることができる。インパーフェクトカウンタログテーブル１０３はフレーム毎に、インパーフェクトカウンタ１０２が示す値を記録保持する。この構成にすることにより、全フレームの処理終了後に、インパーフェクトカウンタログテーブル１０３を参照すると、順方向のトレースにおいて、スチールコード未検出の状態で、スチールコードモデルが更新されたフレームを知ることができる。
With this operation, the
図３２は双方向トレースをする場合の、本実施例の乗客コンベアのハンドレール点検装置の画像処理手段の処理のフローを示す図である。 FIG. 32 is a diagram showing a processing flow of the image processing means of the handrail inspection device for the passenger conveyor of this embodiment when performing bidirectional tracing.
図３２を参照して、乗客コンベアのハンドレール点検装置の画像処理手段の処理のフローを説明する。新規にハンドレールの画像を処理するに先だって、処理に用いるメモリとパラメータの初期化を行う（Ｓ５０）。メモリ初期化とは例えば、「フレーム毎の要素特徴ログ」や、「フレーム毎のトレースログ」や、「フレーム毎の良否判定ログ」および、ＳＣ検出ログテーブル９９、ＳＣモデルログテーブル順方向１００、ＳＣモデルログテーブル逆方向１０１、インパーフェクトカウンタ１０２とインパーフェクトカウンタログテーブル１０３の初期化がある。
With reference to FIG. 32, the processing flow of the image processing means of the handrail inspection device for the passenger conveyor will be described. Prior to processing a new handrail image, the memory and parameters used for processing are initialized (S50). Memory initialization includes, for example, “element feature log for each frame”, “trace log for each frame”, “pass / fail judgment log for each frame”, SC detection log table 99, SC model log table
フレーム処理ループＳ５１は、ハンドレールの品質評価に必要な動画処理を完了するまでループ処理をし、処理すべき全フレームが完了するとこのループから抜けてＳ６０の逆ループ処理へ進む（Ｓ５２）。フレーム終了判定処理Ｓ５２およびフレーム取得処理Ｓ５３はフレーム取得部２８で実施される。次に、ＳＣ検出部２９にてＳＣ検出処理Ｓ５４が実施される。そして、ＳＣモデル保持部３０とＳＣトレース／要素特徴検出部３１の協調によりＳＣトレース処理Ｓ５９が実施され、同時にＳＣモデル保持部３０に保持されているＳＣモデルについて、ＳＣモデル更新処理Ｓ５６がなされる。Ｓ５４とＳ５９とＳ５６の処理において、前述のようにＳＣ検出ログテーブル９９と、ＳＣモデルログテーブル順方向１００と、インパーフェクトカウンタ１０２と、インパーフェクトカウンタログテーブル１０３が更新される。また、フレーム毎の要素特徴抽出と良否判定は逆方向トレースの際に行うのでここでは行わない。
The frame processing loop S51 performs the loop processing until the moving image processing necessary for handrail quality evaluation is completed. When all the frames to be processed are completed, the process leaves the loop and proceeds to the reverse loop processing of S60 (S52). The frame acquisition determination process S52 and the frame acquisition process S53 are performed by the
ＳＣトレース／要素特徴検出部３２は、順方向のＳＣトレースが終了した後に、インパーフェクトカウンタをリセットしてから（Ｓ７０）、フレーム逆順にＳＣトレースを開始する（Ｓ６０）。この際に、ＳＣ検出部２９からは、図１５乃至図１９で説明した処理で新たに検出したスチールコードでなく、ＳＣ検出ログテーブル９９をフレーム逆順に参照して得たスチールコード本数と座標を得る（Ｓ６２）。
The SC trace / element
そして、スチールコード本数が設計上の本数に満たない場合はインパーフェクトカウンタ１０２をカウントアップして、設計上の本数に一致する場合にはリセットする（Ｓ６２）。
If the number of steel cords is less than the designed number, the
また、図２０で説明した動作によりＳＣモデルを更新して、ＳＣモデルログテーブル逆方向１０１を更新する（Ｓ６３）。このときに、現フレームにおけるインパーフェクトカウンタ１０２と、インパーフェクトカウンタログテーブル１０３の当該フレームの記録を参照する。インパーフェクトカウンタ１０２の値と、インパーフェクトカウンタログテーブル１０３に記録された値を比較して、インパーフェクトカウンタログテーブル１０３に記録された値の方が小さいときは、先に順方向でトレースした結果の方が、信頼性が高いと判断できる。そこで、この場合には、ＳＣモデルログテーブル順方向１００に記録済みの各スチールコード座標で、ＳＣモデル保持部３０の値を置き換える（Ｓ６３）。
Further, the SC model is updated by the operation described in FIG. 20, and the SC model log table
この処理により、ＳＣモデルとして、双方向トレースの内、より信頼性の高い値で更新することができる。ＳＣトレースの結果を用いて、“接触”、“抜け”、“絡み”、“素線化”の特徴をフレーム毎に検出して「フレーム毎の要素特徴ログ」と「フレーム毎のトレースログ」を更新する（Ｓ６４）。次いで、該フレームに関して、フレーム毎良否判定処理Ｓ６５をし、「フレーム毎の良否判定ログ」を更新する。この処理はフレーム毎良否判定部３２で実施される。
By this process, the SC model can be updated with a more reliable value in the bidirectional trace. Using the results of SC trace, “contact”, “missing”, “entanglement”, “stranding” features are detected for each frame, and “element feature log for each frame” and “trace log for each frame” Is updated (S64). Next, for each frame, a frame-by-frame quality determination process S65 is performed, and the “frame quality determination log for each frame” is updated. This process is performed by the pass /
必要なフレームすべてについて上記の処理を完了した後は、ハンドレール品質最終判定処理Ｓ５８を、最終判定部３３で実施する。この際に、最終判定結果を磁気媒体に保存したり、ネットワークを介して品質管理サーバ等に送信したりすることができる。以上の処理をもって、ハンドレールの品質評価の自動判定が実現される。
［可視光による素線検出装置］
次に、移送機構用長尺部材の点検装置の別の実施例として、被覆に覆われていないワイヤーやロープの素線を、X線に代わって可視光で画像取得して検出する素線検出装置の説明をする。
After the above processing is completed for all necessary frames, the
[Wire detector using visible light]
Next, as another embodiment of the inspection device for the long member for the transfer mechanism, the strand detection of the wire or the rope strand not covered with the sheath is obtained by detecting the image with visible light instead of the X-ray. The device will be described.
図３４は可視光で素線を検出するための撮影系の図であって、外光を遮断するカバー１０４と、カバー１０４にレンズ部を挿入したカメラ７と、有限の大きさを有する光源１０７と、スクリーン１０６と、図示しない画像処理部２で構成される。
FIG. 34 is a diagram of an imaging system for detecting a strand with visible light. The
スクリーン１０６は障子紙のように比較的薄手であって、破線１０５付近に物体を配置した場合に影（投影像）を形成して、カメラ７の側から撮影できるスクリーンである。このときに規準外径を有する物体１０９に対して、接線１１０を光源１０７の両端から引いてスクリーン１０６上で、一点で交わるように物体の位置１０５を調整する。この構成にして、規準外径１０９よりも大きな外径を有する物体１０８に対しては、光源１０７を完全に遮蔽することで形成される本影がスクリーン１０６に出現する。一方、基準外径１０９よりも小さな外径を有する物体、たとえばロープやワイヤーから分離した素線に対しては、光源１０７の一部を覆うことで形成される半影が出現する。この像を、カメラ７を介して画像処理部２に入力し、図１を用いて説明をした素線検出フローの処理を施すと素線を検出することができる。
The
これをもって、本発明の画像処理装置の構成の実施例を説明した。 With this, the embodiment of the configuration of the image processing apparatus of the present invention has been described.
実施例によれば、ハンドレールの長手方向におけるスチールコードの”素線化”発生が所定の長さ以上継続する場合には、ハンドレールの品質を不良と判定できるので、ハンドレールの交換が必要であることがわかるとともに、誤判定や不要なハンドレール交換を抑制できる。 According to the embodiment, when the occurrence of “stranding” of the steel cord in the longitudinal direction of the handrail continues for a predetermined length or longer, it is possible to determine that the quality of the handrail is defective, and thus the handrail needs to be replaced. It is possible to suppress misjudgment and unnecessary handrail replacement.
また、スチールコードの”素線化”が不良と判定されない程度の状態の場合には、スチールコードの”素線化”を考慮してハンドレールの品質を劣化と判定し、それ以外の場合を良品と判定するので、ハンドレールの品質が劣化と判定された場合にはハンドレールの交換時期が近いことがわかるとともに、ハンドレールの品質を３段階以上の多段階（例えば、不良、劣化、良品などの段階）で評価することができる。 In addition, when the “stranding” of the steel cord is not judged as defective, the quality of the handrail is determined to be degraded in consideration of the “stranding” of the steel cord. If it is determined that the quality of the handrail is deteriorated, it is known that the time for handrail replacement is close, and the quality of the handrail is divided into three or more stages (for example, defective, deteriorated, non-defective). Etc.) can be evaluated.
以上、本発明を、実施例を用いて説明してきたが、これまでの各実施例で説明した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。 The present invention has been described with reference to the embodiments. However, the configuration described in each of the embodiments so far is merely an example, and the present invention can be modified as appropriate without departing from the technical idea. .
また、それぞれの実施例で説明した構成は、互いに矛盾しない限り、組み合わせて用いても良い。尚、本明細書において、「点検」は「検査」と呼ばれる場合もあり、本明細書および特許請求の範囲における「点検」は「検査」を含むものとする。同様に、本明細書において、「保全」は「保守」と呼ばれる場合もあり、本明細書および特許請求の範囲における「保全」は「保守」を含むものとする。また、保全（保守）とは、点検（検査）、補修、交換のうち少なくとも１つを実施することであり、これらのうち２つ以上を組み合わせて実施する場合を含む。 Further, the configurations described in the respective embodiments may be used in combination as long as they do not contradict each other. In the present specification, “inspection” may be referred to as “inspection”, and “inspection” in the present specification and claims includes “inspection”. Similarly, in this specification, “maintenance” may be referred to as “maintenance”, and “maintenance” in the present specification and claims includes “maintenance”. Maintenance (maintenance) means performing at least one of inspection (inspection), repair, and replacement, and includes a case where two or more of these are performed in combination.
１…Ｘ線撮影部
２…画像処理部
３…エンコーダ
４…ハンドレール
４ａ…スチールコード群が概ね存在する範囲の中心位置
５…Ｘ線管
６…シンチレータ
７…カメラ
８…鉛ガラス
９…ハンドレールの横断方向
１０…継ぎ目部の存在する区間
１１…素線
１２…Ｘ線出射口
１３…Ｘ線が照射される範囲
１４…境界外径
１４ａ…ｔｈ外径
１５…通常のスチールコード
１６…通常よりも細いスチールコード
１７…二本の線分
１８…接線として二本の線分
１９…接線として二本の線分
２０…半影領域
２１…背景領域
２２…本影領域
２３…通常スチールコードの像の輝度分布
２４…遮蔽最大の半影領域
２５…半影領域
２６…素線の像の輝度分布
２７…境界外径スチールコードの像の輝度分布
２７α…ｔｈ外径スチールコードの像の輝度分布
２８…フレーム取得部
２９…ＳＣ検出部
３０…ＳＣモデル保持部
３１…ＳＣトレース／要素特徴検出部
３１１…素線検出部
３２…フレーム毎良否判定部
３３…最終判定部
３４…表示部
３５…コマンド入力部
３６…制御部
３７…コントラスト補正曲線
３８…正のしきい値
３９…負のしきい値
４０…輝度分布の谷
４１〜４２…区間
４３…極大値
４４…極小値
４５…独立して存在するスチールコード
４６…独立して存在するスチールコード
４７…２本のスチールコードが接している状態
４８…短いスチールコード
４９…輝度分布解析用のラインを明示的に表したもの
５０…ＳＣ候補セルの１つ
５１…ＳＣ候補セルが連結された結果
５２…ＳＣ候補セルが連結された結果
５３…ＳＣ候補セルが連結された結果
５４…検出されたスチールコード
５５…検出されたスチールコード
５６…検出されたスチールコード
５７…検出されたスチールコード
５８…検出されたスチールコード
５９…検出されたスチールコード
６０…検出されたスチールコード
６１…検出されたスチールコード
６２…ハンドレールＸ線画像の概念図
６３…検出されたスチールコード
６４…ＳＣモデルのスチールコードの座標の位置
６５…未検出スチールコードのあるべき座標
６６…ハンドレールＸ線画像の概念図
６７…検出されたスチールコード
６８…ＳＣモデルのスチールコードの座標の位置
６９…接触により太い外観となったスチールコード
７０…ハンドレールＸ線画像の概念図
７１…検出されたスチールコード
７２…ＳＣモデルのスチールコードの座標の位置
７３…絡みにより太い外観となったスチールコード
７４…正常なスチールコードの像の典型例
７５…正常なスチールコードの像の典型例
７６…正常なスチールコードの像の典型例
７７…正常なスチールコードの像の典型例
７８…検出すべき素線の例
７９…検出すべき素線の例
８０…線分集計画像
８１…素線
８２…素線
８３…素線
８４…素線
８５…素線
８６…ゴム厚のために暗い領域
８７…正常なスチールコードの本影
８８…正常なスチールコードの本影
８９…正常なスチールコードの本影
９０…正常なスチールコードの本影
９１…正常なスチールコードの本影
９２…正常なスチールコードの本影
９３…正常なスチールコードの半影
９４…正常なスチールコードの半影
９５…正常なスチールコードの半影
９６…正常なスチールコードの半影
９７…正常なスチールコードの半影
９８…正常なスチールコードの半影
９９…スチールコード検出ログテーブル
１００…スチールコードモデルログテーブル順
１０１…スチールコードモデルログテーブル逆
１０２…インパーフェクトカウンタ
１０３…インパーフェクトカウンタログテーブル
１０４…外光を遮蔽するカバー
１０５…物体の位置
１０６…スクリーン
１０７…光源
１０８…規準外径よりも大きな外径を有する物体断面
１０９…基準外径の物体断面
１１０…作図接線
DESCRIPTION OF
Claims (15)
X線或いは可視光を照射して前記スチールコードの投影画像を形成する撮影部と、
その投影画像を入力して、入力した投影画像に正常なスチールコードよりも細く且つ正常なスチールコードよりも輝度の高い線分が含まれている場合にその線分を抽出する画像処理を行い、この線分抽出データに基づき点検対象の前記スチールコードのほつれによる素線化を検出する画像処理部と、を備えることを特徴とする移送機構用長尺部材の点検装置。 An inspection device for a long member including a steel cord used for a transfer mechanism,
An imaging unit for irradiating X-rays or visible light to form a projection image of the steel cord;
When the projected image is input, and the input projected image includes a line segment that is thinner than a normal steel code and brighter than a normal steel code, image processing is performed to extract the line segment, An inspection device for a long member for a transfer mechanism, comprising: an image processing unit that detects stranding due to fraying of the steel cord to be inspected based on the line segment extraction data.
前記撮影部は、正常な外径を有するスチールコードについては本影を形成し、スチールコードのほつれによる素線化については正常なスチールコードの本影よりも細い半影を形成するよう設定されており、
前記画像処理部は、前記素線化による半影の判定基準となる輝度範囲を設定して、この判定基準に基づいて素線化に相当する線分を抽出する移送機構用長尺部材の点検装置。 In claim 1,
The photographing unit is set so as to form a main shadow for a steel cord having a normal outer diameter, and to form a penumbra narrower than a main shadow of a normal steel cord for stranding due to fraying of the steel cord. And
The image processing unit sets a luminance range which is a criterion for penumbra by the stranding, and inspects a long member for a transfer mechanism that extracts a line segment corresponding to the stranding based on the criterion. apparatus.
前記画像処理部は、抽出した線分が判定基準値以上の長さであれば前記スチールコードの素線化であると判定する移送機構用長尺部材の点検装置。 In claim 1 or 2,
The image processing unit is an inspection device for a long member for a transfer mechanism that determines that the steel cord is made into a bare wire if the extracted line segment has a length equal to or greater than a determination reference value.
前記撮影部は、検出すべき素線化したスチールコードの外径よりも大きな縦横の大きさを有するＸ線出射口を有するＸ線管或いは検出すべき素線化したスチールコードの外径よりも大きな縦横の大きさを有する可視光線出射口を有する可視光源を有し、前記検出すべき素線化したスチールコードの外径と、通常のスチールコードの外径の中間の外径を有するスチールコードの本影が投影像を映し出す変換プレートに投影されない幾何学的関係に、前記Ｘ線管或いは可視光源と、点検に係るスチールコードを含む長尺部材と、前記変換プレートとが配置された移送機構用長尺部材の点検装置。 In any one of Claims 1 thru | or 9,
The imaging unit may have an X-ray tube having an X-ray exit having a larger vertical and horizontal size than the outer diameter of the steel cord that is to be detected or the outer diameter of the steel cord that is to be detected. A steel cord having a visible light source having a visible light exit having a large vertical and horizontal size, and having an outer diameter intermediate between the outer diameter of the wire steel cord to be detected and the outer diameter of a normal steel cord A transfer mechanism in which the X-ray tube or visible light source, a long member including a steel cord for inspection, and the conversion plate are arranged in a geometrical relationship in which the main shadow is not projected onto the conversion plate that projects a projection image. Long member inspection device.
前記画像処理部は、設計上のスチールコード本数と各スチールコードの重心座標を更新保持可能なスチールコードモデルを有し、検出された各スチールコードを前記スチールコードモデルの各スチールコード重心座標との差異の総和が最小になるように、前記スチールコードモデルの各重心座標を更新する移送機構用長尺部材の点検装置。 In any one of Claims 1 thru | or 10,
The image processing unit has a steel code model that can update and maintain the number of steel codes in design and the center of gravity coordinates of each steel code, and each detected steel code is compared with each steel code center of gravity coordinate of the steel code model. An inspection device for a long member for a transfer mechanism that updates each barycentric coordinate of the steel cord model so that the sum of differences is minimized.
前記画像処理部にて、フレーム毎に、検出されたスチールコードの重心座標と、前記スチールコードモデルの更新された重心座標と、検出されたスチールコード本数と、検出されたスチールコード本数が設計上のスチールコード本数未満であるフレームの継続フレーム数をカウントするフレームカウンタの値を、フレーム毎のログデータとしてメモリ上に保持する移送機構用長尺部材の点検装置。 In claim 11,
In the image processing unit, for each frame, the center of gravity coordinates of the detected steel cord, the updated center of gravity coordinates of the steel cord model, the number of detected steel cords, and the number of detected steel cords are designed. Inspection device for a long member for a transfer mechanism that retains in a memory the value of a frame counter that counts the number of continuing frames of a frame that is less than the number of steel codes in the memory as log data for each frame.
前記画像処理部にて、第二のスチールコードモデルを有し、前記スチールコードモデルを更新しながら撮影動画全体について順方向にトレースが完了した後に、フレーム番号の大きいほうから降順に、フレーム毎に、前記ログデータに保持されている検出されたスチールコードと前記第二のスチールコードモデルの各スチールコード重心座標との差異の総和が最小になるように、前記第二スチールコードモデルの各重心座標を逆方向にトレースして更新するとともに、
当該フレームにおいて、前記逆方向にトレースした場合の前記フレームカウンタの値よりも、前記順方向にトレースした場合の当該フレームにおける前記フレームカウンタのログデータの値の方が小さい場合は、前記第二スチールコードモデルの各重心座標を前記順方向にトレースした場合の前記スチールコードモデルの座標で置き換える移送機構用長尺部材の点検装置。 In the passenger rail handrail inspection device according to claim 12,
The image processing unit has a second steel code model, and after updating the steel code model, tracing is completed in the forward direction for the entire captured video, and then in descending order from the largest frame number for each frame. The barycentric coordinates of the second steel cord model so that the sum of the differences between the detected steel cords held in the log data and the barycentric coordinates of the steel cords of the second steel cord model is minimized. Trace and update in the opposite direction,
In the frame, when the value of the log data of the frame counter in the frame when traced in the forward direction is smaller than the value of the frame counter when traced in the reverse direction, the second steel An inspection device for a long member for a transfer mechanism that replaces each barycentric coordinate of the code model with the coordinate of the steel code model when traced in the forward direction.
X線或いは可視光を照射して前記スチールコードの投影画像を形成し、
その投影画像を入力して、入力した投影画像に正常なスチールコードよりも細く且つ正常なスチールコードよりも輝度の高い線分が含まれている場合にその線分を抽出する画像処理を行い、この線分抽出データに基づき点検対象の前記スチールコードのほつれによる素線化を検出することを特徴とする移送機構用長尺部材の点検方法。 A method for inspecting a long member including a steel cord used for a transfer mechanism,
Irradiate X-rays or visible light to form a projection image of the steel cord,
When the projected image is input, and the input projected image includes a line segment that is thinner than a normal steel code and brighter than a normal steel code, image processing is performed to extract the line segment, An inspection method for a long member for a transfer mechanism, characterized in that a stranding due to fraying of the steel cord to be inspected is detected based on the line segment extraction data.
前記投影画像を撮影するステップでは、正常な外径を有するスチールコードについては本影を形成し、スチールコードのほつれによる素線化については正常なスチールコードの本影よりも細い半影を形成するよう設定されており、
前記画像処理のステップは、前記素線化による半影の判定基準となる輝度範囲を設定して、この判定基準に基づいて素線化に相当する線分を抽出する移送機構用長尺部材の点検方法。 In claim 14,
In the step of photographing the projection image, a main shadow is formed for a steel cord having a normal outer diameter, and a penumbra thinner than a main shadow of a normal steel cord is formed for stranding by fraying of the steel cord. Is set to
In the image processing step, a long range member for a transfer mechanism that sets a luminance range that is a determination criterion for penumbra by the formation of a strand and extracts a line segment corresponding to the formation of a strand based on the determination criterion. Inspection method.
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